UNIVERSIDAD POLITÉCNICA SALESIANA SEDE QUITO - ST00… · Pablito, Valeria y todo el equipo humano...

UNIVERSIDAD POLITÉCNICA SALESIANA

SEDE QUITO

CARRERA:

INGENIERÍA AMBIENTAL

Trabajo de titulación previo a la obtención del título de:

INGENIERO AMBIENTAL

TEMA:

DETECCIÓN DE ANTIBIÓTICOS DE USO ANIMAL Y HUMANO COMO

CONTAMINANTES EMERGENTES EN LOS RÍOS DEL DISTRITO DE

SALUD 07D04 (ECUADOR) CANTONES BALSAS, MARCABELÍ Y PIÑAS

AUTOR:

ANDRÉS APARÍCIO SILVA ORDOÑEZ

TUTOR:

PATRICIA MARIBEL GUTIÉRREZ SALAZAR

Quito, septiembre del 2019

i

CESIÓN DE DERECHOS DE AUTOR

Yo, Andrés Aparicio Silva Ordoñez, con documento de identificación N° 070633794-

6; manifiesto mi voluntad y cedo a la Universidad Politécnica Salesiana la

titularidad sobre los derechos patrimoniales en virtud de que soy autor del trabajo de

titulación intitulado: DETECCIÓN DE ANTIBIÓTICOS DE USO ANIMAL Y

HUMANO COMO CONTAMINANTES EMERGENTES EN LOS RÍOS DEL

DISTRITO DE SALUD 07D04 (ECUADOR) CANTONES BALSAS, MARCABELÍ

Y PIÑAS, mismo que ha sido desarrollado para optar por el título de:

INGENIERO AMBIENTAL, en la Universidad Politécnica Salesiana, quedando

la Universidad facultada para ejercer plenamente los derechos cedidos anteriormente.

En aplicación a lo determinado en la Ley de Propiedad Intelectual, en mi condición de

autor me reservo los derechos morales de la obra antes citada. En concordancia,

suscribo este documento en el momento que hago entrega del trabajo final en formato

impreso y digital a la Biblioteca de la Universidad Politécnica Salesiana.

..................................................

Andrés Aparicio Silva Ordoñez

0706337946

Septiembre, 2019

ii

DECLARATORIA DE COAUTORÍA DEL DOCENTE TUTOR/A

Yo declaro que bajo mi dirección y asesoría fue desarrollado el Trabajo Experimental,

DETECCIÓN DE ANTIBIÓTICOS DE USO ANIMAL Y HUMANO COMO

CONTAMINANTES EMERGENTES EN LOS RÍOS DEL DISTRITO DE SALUD

07D04 (ECUADOR) CANTONES BALSAS, MARCABELÍ Y PIÑAS, realizado por

Andrés Aparicio Silva Ordoñez, obteniendo un producto que cumple con todos los

requisitos estipulados por la Universidad Politécnica Salesiana, para ser considerados

como trabajo final de titulación.

Quito, septiembre 2019

………………………………….

Patricia Maribel Gutiérrez Salazar

1718427220

iii

AGRADECIMIENTO

Al finalizar este proyecto quiero primero agradecer a Dios por bendecirme e

iluminar este arduo camino y lograr terminar con el proyecto, a mis papás Margarita

Ordoñez y Wilson Silva que con su esfuerzo y constancia me han sabido forjar de

buenos valores para lograr a conseguir cada una de mis metas. De igual manera a

mis hermanos José y Sebastián que con su ayuda incondicional y desinteresada han

permitido que pueda culminar mi carrera universitaria.

A mis tíos Marianita y Hugo quienes se convirtieron en mis segundos padres ya

que ellos me abrieron las puertas no solo de su hogar sino de su corazón dejándome

compartir sus alegrías y tristezas, además a mis primos Alexita, Jose Luis e Isita

porque ellos fueron mis hermanos y amigos que me brindaron su apoyo, consejos y

enseñanzas.

Isita y Carlos por siempre estar al pendiente de mi salud, educación y por haberme

hecho parte de su familia dejándome compartir momentos únicos que llevaré siempre

en mi corazón, con sus hijitas que a más de ser mis primas pasaron a ser mis dos

hermanitas Domita y Agustina estás dos hermosas niñas que con sus ocurrencias me

sacaron más de una sonrisa. Sé que Dios siempre los va a bendecir.

De igual manera a la señora Lupita y Don Huguito que también han sido parte

fundamental dentro de mi vida profesional y dejándome compartir con su familia y

sus hijos Huguito y Mari.

A mi tía Yobana y a mis primos Katherine, Cecibel, Byron y Brayan, que son un

ejemplo me enseñaron que se puede salir adelante con la bendición de Dios y el

esfuerzo de uno mismo. De igual forma a mi abuelita Melba que ella con su humildad

iv

y oraciones siempre me tiene presente. Y a cada uno de mis familiares que han sido

participes de este logro alcanzado.

Al personal docente de la carrera de ingeniería Ambiental que en todo este tiempo,

supieron impartir su conocimiento para fortalecer mi formación académica, en

especial a mi tutora la docente Patricia Gutiérrez que por su colaboración pude

concluir este trabajo de investigación. A los ayudantes de laboratorio de Ingeniería

Ambiental, por prestar su ayuda en las prácticas investigativas. A Panchito, Silvi,

Pablito, Valeria y todo el equipo humano que conforman la Pastoral Universitaria del

campus Sur y los grupos ASU que con cada uno de ellos compartimos momentos

únicos, en especial con el Club Ambiental.

A mis amigos, colegas y compañeros de estudio, que se han convertido como mis

hermanos a Richard Arrieta, Christian Lanchimba, Luis Basantes, Paúl Castillo,

Kevin García, Jefferson Gallegos, Francisco Méndez, Sebastián Medina, Ronal

Correa, Jou Constante y Edgar Amaguaña.

Finalmente hago el extenso agradecimiento a cada una de las instituciones que

brindaron su apoyo de una u otra manera, dentro del campo de investigación a los

GAD Municipales de Piñas, Balsas y Marcabelí.

v

DEDICATORIA.

El presente trabajo está dedicado a Dios, a mis Padres Silva Wilson y Ordoñez

Margarita, quienes siempre serán mi fortaleza para seguir triunfando en la vida.

De igual manera a cada uno de mis familiares, que con sus consejos han podido

guiarme en el camino de la vida. Y a todas las personas especiales que han aportado

en mi formación humana y profesional.

Gracias a todos por ser partícipes de este logro.

vi

ÍNDICE:

RESUMEN _______________________________________________________ xxi

ABSTRACT ______________________________________________________ xxii

1. INTRODUCCIÓN ________________________________________________ 1

2. OBJETIVOS ____________________________________________________ 12

2.1 Objetivo General. ________________________________________________ 12

2.2 Objetivo Específicos. _____________________________________________ 12

3. MARCO TEÓRICO _____________________________________________ 13

3.1 Parámetros de Calidad de Agua: ___________________________________ 13

3.1.1 pH: ______________________________________________________ 13

3.1.2 Potencial Oxido Reducción: ___________________________________ 13

3.1.3 Oxígeno Disuelto: ___________________________________________ 13

3.1.4 Turbiedad: _________________________________________________ 14

3.1.5 Temperatura: _______________________________________________ 14

3.1.6 Microbiología del Agua: ______________________________________ 14

3.1.6.1 Coliformes: _____________________________________________ 14

3.2 Contaminantes emergentes _______________________________________ 15

3.3 Antibióticos ___________________________________________________ 17

3.4 Comportamiento ambiental de los antibióticos ________________________ 18

3.5 Prueba Rápida de Tira para residuos de antibióticos beta-lactama, tetraciclina y

sulfonamida. _____________________________________________________ 22

3.6 Curvas de Calibración ___________________________________________ 22

vii

4. MATERIALES Y MÉTODOS _____________________________________ 24

4.1 Materiales: ____________________________________________________ 24

4.1.1 Materiales para etapa de Muestreo: _____________________________ 24

4.1.2 Materiales para etapa de análisis de laboratorio. ___________________ 24

4.1.3 Equipos Utilizados __________________________________________ 25

4.2 Metodología: __________________________________________________ 25

4.2.1 Metodología de Campo _______________________________________ 25

4.2.1.1 Localización y Descripción del Área de Estudio. _______________ 25

4.2.1.2 Selección del Área de Estudio: _____________________________ 27

4.2.1.3 Determinación de la Muestra: ______________________________ 30

4.2.1.4 Detección de Antibióticos: _________________________________ 31

4.4 Trabajo de laboratorio ___________________________________________ 32

4.4.1 Preparación del Agar ________________________________________ 32

4.4.2 Preparación de las muestras para siembra ________________________ 33

4.4.3 Preparación de las Curvas de Calibración ________________________ 34

4.4.3.1 Preparación de la muestra “Blanco” _________________________ 34

4.4.3.2 Análisis por medio del Software: ____________________________ 35

4.4.3.2.1 Elaboración de Mapas Ilustrativos: _______________________ 36

5. RESULTADOS Y DISCUSIÓN _____________________________________ 37

5.1 Resultados de Parámetros Fisicoquímicos y presencia de Antibióticos. _____ 37

5.1.1 Relaciones Parámetros de Calidad vs Tiempo _____________________ 42

5.1.1.1 pH vs. Tiempo __________________________________________ 42

5.1.1.2 Temperatura vs. Tiempo __________________________________ 42

5.1.1.3 Potencial Oxido Reducción vs. Tiempo. ______________________ 43

viii

5.1.1.4 Oxígeno Disuelto (mg/l) vs. Tiempo. ________________________ 44

5.1.1.5 Relación Turbidez (NTU) – Tiempo _________________________ 45

5.2 Resultados Análisis Microbiológico ________________________________ 46

5.2.1 Relación de las unidades formadoras de colonias [UFC] _____________ 49

5.3 Resultados de la Estimación de Antibióticos _________________________ 54

5.3.1 Datos de la muestra “Blanco” __________________________________ 54

5.3.2 Resultados de Curvas de Calibración ____________________________ 55

5.3.3 Resultados de la estimación de antibióticos _______________________ 58

5.3.3.1 Relación concentración vs tiempo ___________________________ 62

5.3.3.1.1 Antibióticos Betalactámicos ____________________________ 62

5.3.3.1.2 Antibióticos Sulfamidas _______________________________ 67

5.3.3.1.3 Antibióticos Tetraciclinas: _____________________________ 71

5.3.4 Resultados de mapas ilustrativos. _______________________________ 76

5.3.4.1 Condición de la Presencia de los Antibióticos Betalactámicos: ____ 76

5.3.4.2 Condición de la Presencia de los Antibióticos Sulfamidas: ________ 77

5.3.4.3 Condición de la Presencia de los Antibióticos Tetraciclinas: ______ 78

5.3.5 Concentración [UFC] ante la presencia de antibióticos. ______________ 79

5.3.6 Relación Tiempo, UFC y Antibióticos (betalactámicos, sulfamidas y

tetraciclinas): ___________________________________________________ 82

5.3.6.1 Tiempo, UFC y Betalactámicos _____________________________ 83

5.3.6.2 Tiempo, UFC y Sulfamidas ________________________________ 84

5.3.6.3 Tiempo, UFC y Tetraciclinas _______________________________ 86

6. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES __________________________ 89

6.1 Conclusiones: _________________________________________________ 89

ix

6.2 Recomendaciones: ______________________________________________ 91

7. BIBLIOGRAFÍA _________________________________________________ 92

8. ANEXOS ______________________________________________________ 102

x

ÍNDICE DE TABLAS

Tabla 1. Clases de contaminantes emergentes ........................................................... 16

Tabla 2 Materiales ocupados en la etapa de muestreo. .............................................. 24

Tabla 3 Materiales ocupados en la etapa de análisis de laboratorio .......................... 24

Tabla 4 Equipos de laboratorio utilizados .................................................................. 25

Tabla 5. S. Coordenadas de ubicación para los puntos de muestreo.......................... 28

Tabla 6. Datos promedios del mes de abril, se observan exclusivamente las muestras

que indicaron ser positivas a la presencia de antibióticos. La presencia y ausencia de

antibióticos esta dado por 1 presencia y 0 ausencia. Los valores negativos [mV]

corresponden al Potencial Oxido Reducción. ............................................................ 38

Tabla 7. Datos promedios del mes de mayo, se observan exclusivamente las muestras

que indicaron ser positivas a la presencia de antibióticos, donde tetraciclinas no fueron

encontradas en el cantón Piñas. La presencia y ausencia de antibióticos esta dado por

1 presencia y 0 ausencia. Los valores negativos [mV] corresponden al Potencial Oxido

Reducción. .................................................................................................................. 39

Tabla 8. Datos promedios del mes de junio, se observan exclusivamente las muestras


antibióticos esta dado por 1 presencia y 0 ausencia Los valores negativos [mV]


Tabla 9. Datos promedios del mes de junio, se observan exclusivamente las muestras


antibióticos esta dado por 1 presencia y 0 ausencia. Los valores negativos [mV]


Tabla 10 Crecimiento y conteo de la unidad formadora de colonias, con sus respectivas

diluciones del mes de mayo. ...................................................................................... 46

xi

Tabla 11. Crecimiento y conteo de la unidad formadora de colonias, con sus

respectivas diluciones del mes de junio. .................................................................... 47

Tabla 12. Crecimiento y conteo de la unidad formadora de colonias, con sus

respectivas diluciones del mes de agosto. .................................................................. 48

Tabla 13. Correspondientes a las concentraciones [mg/l] de las bandas: roja, verde y

azul para betalactámicos. ........................................................................................... 54


azul para sulfamidas. .................................................................................................. 54


azul para tetraciclinas. ................................................................................................ 55

Tabla 16. Concentración de antibióticos del mes de abril, de cada uno de los puntos

muestreados que dieron positivos. ............................................................................. 59

Tabla 17. Concentración de antibióticos del mes de mayo, de cada uno de los puntos


Tabla 18. Concentración de antibióticos del mes de junio, de cada uno de los puntos


Tabla 19.Concentración de antibióticos del mes de agosto, de cada uno de los puntos


Tabla 20. Concentraciones de Betalactámicos y valores de UFC de los meses de mayo,

junio y agosto del 2018. Valores ordenados de mayor a menor en función de los

betalactámicos. ........................................................................................................... 83

Tabla 21. Concentraciones de Sulfamidas y de UFC de los meses de mayo, junio y

agosto del 2018. Valores ordenados de mayor a menor en función de las sulfamidas.

.................................................................................................................................... 85

xii

Tabla 22. Concentraciones de Tetraciclinas y valores de UFC de los meses de mayo,

junio y agosto del 2018. Valores ordenados de mayor a menor en función de las

tetraciclinas. ............................................................................................................... 87

xiii

ÍNDICE DE FIGURAS.

Figura 1. Unidad Hidrogeológica Distrito Salud 07D04 (Ecuador) Cantones Balsas,

Marcabelí y Piñas. ...................................................................................................... 11

Figura 2. Ciclo Hidrológico de los antibióticos. ........................................................ 20

Figura 3. Localización del proyecto en el cantón Balsas. .......................................... 25

Figura 4. Localización del Proyecto en el cantón Marcabelí. .................................... 26

Figura 5. Localización del Proyecto en el cantón Piñas............................................. 27

Figura 6. Interpretación visual de resultados, según el tipo de antibiótico y de su

presencia o ausencia que se establezca. ..................................................................... 31

Figura 7. Procedimiento para la siembra y cultivo de microrganismos. .................... 34

Figura 8 Procedimiento para la obtención de la muestra "Blanco" para cada uno de los

antibióticos (betalactámicos, tetraciclinas y sulfamidas) ........................................... 35

Figura 9. Gráfica correspondiente a la relación pH y el tiempo durante los meses de

estudio. ....................................................................................................................... 42

Figura 10. Gráfica que proporciona la relación de la temperatura y el tiempo durante

los meses de estudio. .................................................................................................. 43

Figura 11. Gráfica que proporciona la relación de los valores de potencial oxido

reducción altos y el tiempo durante los meses de estudio. ......................................... 44

Figura 12. Gráfica que proporciona la relación de los valores altos de oxígeno disuelto

y el tiempo durante los meses de estudio. .................................................................. 45

Figura 13. Gráfica que proporciona la relación de los valores altos de turbidez y el

tiempo durante los meses de estudio. ......................................................................... 46

Figura 14. Gráfico pertenecientes a la comparación de relación del tiempo y UFC en

los puntos de captación de las distintas ciudades. ...................................................... 50

xiv


los puntos de agua potable, de las distintas ciudades. ................................................ 51


puntos de agua residual, 100 metros antes de los camales municipales de los distintas

ciudades. ..................................................................................................................... 52


puntos de agua residual, 100 metros después de los camales municipales de los

distintas ciudades. ...................................................................................................... 53

Figura 18. Obtención de la Curva de calibración de betalactámicos con las cantidades

examinadas de las imágenes del blanco. .................................................................... 56

Figura 19. Obtención de la Curva de calibración de sulfamidas con las cantidades


Figura 20. Obtención de la Curva de calibración de tetraciclinas con las cantidades


Figura 21. Gráfico pertenecientes a la comparación de relación del tiempo y

concentración de betalactámicos en los puntos de captación de las distintas ciudades.

.................................................................................................................................... 64


concentración de betalactámicos en los puntos de agua potable, de las distintas

ciudades. ..................................................................................................................... 65


concentración de betalactámicos en puntos de agua residual, 100 metros antes de los

camales municipales de los distintas ciudades. .......................................................... 66

xv


concentración de betalactámicos en puntos de agua residual, 100 metros después de

los camales municipales de los distintas ciudades. .................................................... 67


concentración de sulfamidas en los puntos de captación de las distintas ciudades. .. 68


concentración de sulfamidas en los puntos de agua potable, de las distintas ciudades.

.................................................................................................................................... 69


concentración de betalactámicos en puntos de agua residual, 100 metros antes de los

camales municipales de los distintas ciudades. .......................................................... 70


concentración de betalactámicos en puntos de agua residual, 100 metros después de

los camales municipales de los distintas ciudades. .................................................... 71


concentración de Tetraciclinas en los puntos de captación de las distintas ciudades. No

se considera el punto ADCB en los meses abril y junio por que el valor fue de 0, el

punto ADCM en cambio tuvo valores de 0 en los meses de mayo y agosto, y finalmente

el punto ADCP en el mes de mayo y agosto tuvo valores de 0 por lo cual no se

considera en estos meses esos valores. ...................................................................... 72


concentración de tetraciclinas en los puntos de agua potable, de las distintas ciudades.

En el punto ADCM(+100) no se considera los meses de abril y junio donde tuvieron

valores de 0, de igual forma el punto ADCP(+100) en los meses de mayo y agosto

presentaron valores de 0. ............................................................................................ 73

xvi


concentración de tetraciclinas en puntos de agua residual, 100 metros antes de los

camales municipales de los distintas ciudades. El punto ARB(-100) en los meses de

mayo y junio los valores fueron de 0, por lo cual no se los considera. El punto ARM(-

100) en los meses de mayo y agosto sus valores fueron de 0, por lo cual no son tomados

en cuenta. Finalmente en el punto ARP(-100) únicamente en el mes de mayo se dio el

valor de 0. ................................................................................................................... 74


concentración de tetraciclinas en puntos de agua residual, 100 metros después de los

camales municipales de los distintas ciudades. En el punto ARB(+100) en el mes de mayo

se determinó el valor de 0, por ese motivo no se considera en este mes, en el punto

ARM(+100) se obtuvieron valores de 0 en el mes de agosto, por lo cual no se considera

para este mes. Finalmente el punto ARP(+100) no se considera en el mes de mayo y

agosto donde los valores fueron de 0, por lo cual no se considera para estos meses. 75

Figura 33. Programación para prueba no paramétrica de los datos en R Studio. ...... 80

Figura 34. Resultados gráficos del R Studio sobre la relación entre la presencia o no

de betalactámicos[mg/l] y la concentración de microorganismos [UFC/ml]............. 81


de sulfamidas [mg/l] y la concentración de microorganismos [UFC/ml]. ................. 81


de tetraciclinas[mg/l] y la concentración de microorganismos [UFC/ml]. ................ 82

Figura 37. Gráfico tridimensional de R Studio sobre la relación entre el tiempo, valores

de UFC y la concentración de betalactámicos dentro de los meses de estudio mayo

junio y agosto, el mes de abril no se encuentra presente ya que no existió presencia de

UFC. ........................................................................................................................... 84

xvii

Figura 38. Gráfico tridimensional de R Studio sobre la relación entre el tiempo, valores

de UFC y la concentración de sulfamidas dentro de los meses de estudio mayo junio y

agosto, el mes de abril no se encuentra presente ya que no existió presencia de UFC.

.................................................................................................................................... 86

Figura 39. Gráfico tridimensional de R Studio sobre la relación entre el tiempo (mayo,

junio y agosto), valores de UFC y la concentración de tetraciclinas de todos los puntos

muestreados en el área de estudio. ............................................................................. 88

xviii

ÍNDICE DE ANEXOS.

Anexo 1: Toma de muestras, medición y conservación ........................................... 102

Anexo 2: Equipos e instrumentos utilizados en campo. .......................................... 106

Anexo 3: Procedimiento de como ocupar el kit Auro Flow. ................................... 107

Anexo 4: Composición del Agar MacConkey y PCA utilizado para la siembra de los

microorganismos. ..................................................................................................... 108

Anexo 5: Materiales y Procedimiento de Laboratorio ............................................. 109

Anexo 6: Imágenes de los resultados positivos de los cultivos y siembras de las

captaciones, ríos, quebradas (meses de mayo, junio y agosto). ............................... 111

Anexo 7: Imágenes de las tiras para el análisis con el Programa R studio para

determinar la muestra en blanco para la curva de calibración. ................................ 120

Anexo 8: Datos de la programación y análisis de la muestra “blanco” para

determinación de la curva de calibración y estimación de la concentración de

antibióticos. .............................................................................................................. 121

Anexo 9: Imágenes de las tiras para el análisis en el programa R studio para determinar

la cantidad de residuos en los puntos de muestreo de los 3 cantones. ..................... 122

Anexo 10 :Condición de la determinación de los betalactámicos en los distintos puntos

muestreados en el área de estudio del cantón Balsas. .............................................. 126

Anexo 11: Esparcimiento de la concentración de betalactámicos a lo largo de los

puntos de muestreados en el área de estudio del cantón Balsas. .............................. 126

Anexo 12: Condición de la determinación de los betalactámicos en los distintos puntos

muestreados en el área de estudio del cantón Marcabelí. ........................................ 127


puntos de muestreados en el área de estudio del cantón Marcabelí. ........................ 127

xix


muestreados en el área de estudio del cantón Piñas. ................................................ 128


puntos de muestreados en el área de estudio del cantón Piñas. ............................... 128

Anexo 16: Condición de la determinación de las sulfamidas en los distintos puntos


Anexo 17: Esparcimiento de la concentración de las sulfamidas a lo largo de los puntos

de muestreados en el área de estudio del cantón Balsas. ......................................... 129

Anexo 18:Condición de la determinación de las sulfamidas en los distintos puntos



de muestreados en el área de estudio del cantón Marcabelí. .................................... 130




de muestreados en el área de estudio del cantón Piñas. ........................................... 131

Anexo 22: Condición de la determinación de las tetraciclinas en los distintos puntos


Anexo 23: Esparcimiento de la concentración de las tetraciclinas a lo largo de los

puntos de muestreados en el área de estudio del cantón Balsas. .............................. 132



Anexo 25:Esparcimiento de la concentración de las tetraciclinas a lo largo de los

puntos de muestreados en el área de estudio del cantón Marcabelí. ........................ 133

xx




puntos de muestreados en el área de estudio del cantón Piñas. ............................... 134

Anexo 28: Pruebas de Normalidad realizada con el Programa R Studio. ................ 135

xxi

RESUMEN

El aumento poblacional y el crecimiento de actividades agrícolas – ganaderas,

generan aguas con la presencia de contaminantes emergentes como antibióticos que,

aunque tengan concentraciones bajas producen afectaciones en el ecosistema.

Este trabajo experimental se realizó en el distrito de salud 07D04. Se determinó la

presencia de antibióticos con el kit AuroFlow™ BTS Combo, utilizado las bandas de

detección, que este incluye. Estas fueron fotografiadas en condiciones de luz y

distancia focal similares, para ser ingresadas en formato de imagen JPG, traducidas a

ráster en el programa R studio, con el cual se examinaron las bandas usadas para el

muestro generando un modelo de curvas de calibración con las respectivas ecuaciones

para cada uno de estos, estimando su concentración en los puntos de muestreo para

zonas de captación y zonas de descarga.

Las 48 muestras analizadas presentaron un resultado positivo, de la siguiente

manera: 48 positivas de betalactámicos, 46 de sulfamidas y 29 de tetraciclinas,

considerando que, en muchos de los puntos, en la misma banda de detección se

encontraron los tres tipos de antibióticos.

Una vez que se estimaron las concentraciones, los puntos con mayor presencia de

contaminantes fueron en las descargas de aguas residuales urbanas, industriales,

hospitalarias, ganaderas y agrícolas, estos puntos son: Quebrada Santa Elena, Río Piñas

y Río Marcabelí.

Es importante mencionar que este estudio debe ser considerado como alternativa

para la estimación de antibióticos en comparación con métodos analíticos como

cromatografía líquida (HPLC) utilizados para análisis de antibióticos en alimentos y

medio ambiente.

xxii

ABSTRACT

The population increase and the growth of agricultural and livestock activities

generate waters with the presence of emerging pollutants such as antibiotics that,

although they have low concentrations, cause effects on the ecosystem.

This experimental work was carried out in the health district 07D04. The presence

of antibiotics was determined with the AuroFlow ™ BTS Combo kit, using the

detection bands, which it includes. These were photographed in similar light and focal

length conditions, to be entered in JPG image format, translated to raster in the R studio

program, with the bands used for sampling were examined generating a model of

calibration curves with the respective equations for each of these, estimating their

concentration at the sampling points for catchment areas and discharge areas.

The 48 samples analyzed showed a positive result, as follows: 48 positive beta-

lactams, 46 sulphonamides and 29 tetracyclines, considering that, in many of the

points, the three types of antibiotics were found in the same detection band.

Once the concentrations were estimated, the points with the highest presence of

pollutants were in urban, industrial, hospital, livestock and agricultural wastewater

discharges, these points are: Santa Elena Creek, Piñas River and Marcabelí River.

It is important to mention that this study should be considered as an alternative for

the estimation of antibiotics compared to analytical methods such as liquid

chromatography (HPLC) used for antibiotic analysis in food and the environment.

xxiii

GLOSARIO DE TÉRMINOS Y ABREVIATURAS

ADCP: Agua para uso Doméstico Captación Piñas

ADCP(+100): Agua Doméstica 100 metros después de la Captación, Mercado Central

Piñas

ARP(-100): Aguas Residuales 100 metros antes del camal de Piñas

ARP(+100): Aguas Residuales 100 metros después del camal de Piñas

ADCB: Agua para uso Doméstico Captación Balsas

ADCB(+100): Agua Doméstica 100 metros después de la Captación de Balsas

ARB(-100): Aguas Residuales 100 metros antes del camal de Balsas

ARB(+100): Aguas Residuales 100 metros después del camal de Balsas

ADCM: Agua para uso Doméstico Captación Marcabelí

ADCM(+100): Agua Doméstica 100 metros después de la Captación de Marcabelí

ARM(-100): Aguas Residuales 100 metros antes del camal de Marcabelí

ARM(+100): Aguas Residuales 100 metros después del camal de Marcabelí

B: Betalactámicos.

CNA: Cámara Nacional de Acuacultura.

CODEX: Códigos de Comportamientos, Directrices y Recomendaciones de la

Comisión del Codex Alimentarius

EPA: Environmental Protection Agency

INEC: Instituto Nacional de Estadísticas y Censos

xxiv

LMR: Límite Máximo Permisible.

OD: Oxígeno Disuelto.

OMS: Organización Mundial de la Salud.

PDOT: Plan de Desarrollo y Ordenamiento Territorial

PTAR: Planta de Tratamiento de Aguas Residuales

S: Sulfamidas.

T: Tetraciclinas.

UFC: Unidades Formadores de Colonia.

UE: Unión Europea

1

1. INTRODUCCIÓN

El crecimiento poblacional y productivo del Ecuador ha provocado la degradación

y contaminación de los ecosistemas. El desarrollo de las actividades productivas como

agrícolas-ganaderas, avícolas y porcícolas generan residuos que son vertidos

directamente a los cuerpos de agua y alteran estos sistemas acuáticos (CEPAL, 2012)

La contaminación de estás aguas además de ser biológica también es química; estás

sustancias químicas que generan daños en la salud humana, proceden de campos

agrícolas, que contienen residuos de antibióticos, insecticidas y fertilizantes. (Gomez

Duarte, 2018, pág. 66).

“Los antibióticos no necesitan estar constantemente en el ambiente para causar

efectos negativos, puesto que sus altas tasas de transformación/eliminación se pueden

compensar por su continúa entrada al medio ambiente, por lo que se les considera

como contaminantes “pseudopersistentes”(Herrera-Herrera, Hernández-Borges,

Borges-Miquel, & Rodríguez-Delgado, 2013).

Para poder comprender cómo se crean los antibióticos, tuvo que desarrollarse varias

investigaciones para determinar las patologías. La aparición de los agentes

terapéuticos específicos y su revolución en la historia de la medicina permitió crear la

“Teoría Microbiana de la Enfermedad” (Belloso, 2009) . En 1941 año considerado

como la edad de oro de los antibióticos, fue la época de mayor producción de penicilina

y eficiencia en los ensayos clínicos. (Patiño, 2003).

El incremento en el uso indiscriminado de los antibióticos y la respectiva presión

selectiva que ejercen, es el factor más importante que contribuye en la aparición de

diversas clases de resistencia bacteriana. (Cabrera, Fabian , & Zuñiga, 2007, pág. 38).

2

Es así como en la década de 1960 estudios realizados por Watanabe y Anderson,

Datta y Smith, en Japón e Inglaterra respetivamente, basados en el estudio previo de

Lederberg; demostrarían la transmisión horizontal de los genes de resistencia a

antibióticos de manera epidémica entre diferentes poblaciones y especies bacterianas,

incluyendo patógenos animales y humanos (Mäkelä, Lederberg, & Lederberg, 1962).

Estas investigaciones comprobaron que el uso de antibióticos en la crianza industrial

de animales influía negativamente en la salud humana y animal, provocando bacterias

zoonóticas, que adquieren genes de resistencia a antibióticos y son transmitidos a

patógenos humanos (Anderson, 1968a). Muchos de los animales que son criados en

granjas se encuentra expuestos a diferentes antibióticos durante su curso de

producción, ya sea para minimizar infecciones y enfermedades, pero especialmente

para tratar el ambiente donde se van a desarrollar, y finalmente son utilizados como

suplemento alimenticio para un crecimiento acelerado del animal. (Belloso, 2009).

Los antibióticos juntamente con los fármacos están considerados como

contaminantes emergentes, algunos de estos tipos de contaminantes pueden presentar

alteraciones endocrinas, entre los que se incluyen pesticidas, productos químicos

industriales y productos fitoquímicos (Becerril Bravo, 2009). En la mayoría de estos

contaminantes emergentes, la incidencia, la contribución de riesgo y los datos

ecotoxicológicos, no están disponibles; así que es difícil predecir qué efectos de salud

pueden tener en seres humanos y organismos acuáticos (Petrović, Gonzalez, &

Barceló, 2003).

El desarrollo de métodos y análisis ha permitido ver la presencia de estos

contaminantes, que se les cataloga globalmente como emergentes en el medio

ambiente y sistemas acuáticos, estos estudios se encuentran entre prioritarios dentro

de las investigaciones que realizan organismos para la protección de la salud pública

3

y medio ambiental tales como: OMS, EPA o la Comisión Europea, ya que a pesar de

que se los establece como desconocidos en la medio ambiente, si existe la

preocupación de las consecuencias que puede causar. (Barcelo & López, 2012).

Los contaminantes emergentes que generan mayor preocupación son los fármacos,

debido a sus características fisicoquímicas, estos pueden alcanzar las aguas

subterráneas y contaminar los acuíferos (Barceló & López, 2012). El consumo

desmedido de los fármacos, entre ellos los antibióticos que ocupan el tercer puesto en

volumen de uso de todos los fármacos empleados en la medicina humana; y el 70% de

los empleados en medicina veterinaria (Becerril Bravo, 2012). Los antibióticos como

la penicilina, sulfonamidas y tetraciclina, encontrados en muy bajas concentraciones

tienen efectos significativos, por lo que es necesario implementar adecuados diseños

de tratamientos de aguas para una eficiente remoción. (Acevedo , 2014, pág. 48).

El agua es un recurso que debe estar disponible en cantidad como en calidad

(Barcelo & López, 2012) . Siendo necesaria la implementación de medidas legislativas

que ayuden al control y regulación de los diferentes desechos peligrosos que puedan

contener genes que vuelven a las bacterias resistentes. Actualmente, los límites legales

que se han establecido para los antibióticos en los alimentos comprenden un rango

entre 4-1500 ug/kg para la leche y 25-6000 ug/kg para los otros alimentos de origen

animal, pero no hay una legislación que aplique a los medios acuosos. (Herrera , 2013).

Los componentes farmacéuticos activos en el ambiente acuático se han convertido

actualmente en un evento emergente en la química ambiental, la presencia de estos

compuestos está generando problemas de resistencia antibiótica, alteraciones a los

procesos biológicos (Moreno , y otros, 2013) . Los sistemas de abastecimiento de aguas

superficiales de los cantones Balsas, Marcabelí y Piñas, han aumento

4

considerablemente los niveles de contaminación biológica y química, por lo que se

consideró oportuno el monitoreo y control a través de muestreos en los cuerpos de

agua, de acuerdo a la siguiente distribución: quebrada “Santa Elena”; cantón Balsas,

quebrada “El Caucho” y río “Marcabelí”, cantón Marcabelí; quebradas “Chiral”, “Las

Chontas”, “El Palmal”, “Honda” “Honda 1”, “Honda 2”y “Honda 3”, y el río “Piñas”

,cantón Piñas.

El agua de la quebrada “Santa Elena” es tratada en la planta de potabilización que

lleva su mismo nombre, está vertiente continúa por toda la cabecera cantonal; por esta

razón las aguas residuales de la zona urbana son vertidas en este cauce que confluyen

con el río “Balsas” cerca de la parroquia “Bella María”.

El agua proveniente de la quebrada “El Caucho” es tratada en la planta de

potabilización del cantón “Marcabelí”, cerca de esta vertiente se desarrolla actividades

agrícolas, ganaderas, avícolas y porcinas, por lo que el cauce del río Marcabelí cruza

gran parte de la cabecera cantonal, siendo el que recibe mayores descargas de aguas

grises de hospital, de la zona urbana y del camal municipal.

El cantón Piñas posee 7 vertientes de agua que son las quebradas Honda 1, Honda

2, Honda 3 y Honda, además las quebradas El Palmal, La Chiral y Las Chontas, estas

vertientes confluyen en la Planta de Potabilización del cantón para ser tratadas y

distribuidas en la cabecera cantonal, el cauce del río Piñas cruza por gran parte de la

ciudad y es el que recibe las descargas de aguas servidas del sector urbano,

hospitalario, agrícola e industrias ganaderas, avícolas y porcinas.

La calidad de agua se ve alterada por el vertido de aguas residuales, pero también

por la disposición final de residuos sólidos y agroquímicos que por escorrentía se

filtran a los cuerpos de agua provenientes de las distintas zonas de captación, las

5

mismas que reciben tratamientos convencionales en las plantas de potabilización,

después de ser utilizadas en la zonas urbanas, pasan a ser aguas residuales y

posteriormente se descargan directamente, sin tratamiento previo.

Con todos estos precedentes, se considera importante realizar este proyecto, como

un estudio “alternativo experimental”, donde se utilizó el kit AuroFlow™ BTS

Combo, para determinar la presencia de antibióticos, posteriormente a través del

programa R studio; se examinó imágenes ráster de las bandas usadas para el muestro,

estas fueron esenciales para realizar el análisis de la concentración. Este procedimiento

es similar a la utilización de imágenes espectrales, que están presentes como

alternativa al estudio de cultivos, bosques, contaminación de suelos, incendios

forestales, entre otras, fomentando el desarrollo de nuevas aplicaciones para el

entendimiento de los ecosistemas. (Peña, Ostertag, Gandullo, & Campo, 2015), con la

finalidad de contribuir con ideas que puedan generar un posible tratamiento eficiente

para la descontaminación de los ríos.

A continuación se presenta las características de los cantones estudiados:

El cantón Balsas está ubicado al sur de la provincia de El Oro, se encuentra

conformado por la parroquia urbana Balsas y la parroquia rural de Bella María

(Gobierno Autonomo Descentralizado del cantón Balsas 2014-2019, 2012).

Los límites del cantón Balsas son: Norte y Oeste con el cantón Piñas, al Este con el

cantón Marcabelí, y al sur con la Provincia de Loja (Gobierno Autonomo

Descentralizado del cantón Balsas 2014-2019, 2012).

El cantón Balsas presenta una altitud de 670 ms.n.m., en la zona ecuatorial meso

térmico semi–húmedo, temperatura media del mes más frío supera los 18ºC, y la media

anual se sitúa por encima de los 21ºC, las precipitaciones anuales sobrepasan los 1300

6

mm, ecosistema fluvial, tiene importante red de quebradas como: La Esperanza, Santa

Elena, El Milagro, Las Acacias, San Roquito, Tinajas y Pálmales nacidas de las

cordilleras Aguacatillo, San José, La Esperanza, Ventanitas, Milagro y Santa Elena,

de las que derivan sus nombres, dan origen al Río Balsas que desemboca al Río

Puyango . (Gobierno Autonomo Descentralizado del cantón Balsas 2014-2019, 2012).

La superficie del cantón Balsas es de 58.9 Km2, la población total del cantón según

el Censo de Población y Vivienda realizada en el 2010 es 6861 habitantes. La

población se encuentra distribuida en la cabecera cantonal de 4032 habitantes, en la

cabecera parroquial Bella María 806 habitantes y en la zona rural se encuentran 2023

habitantes. La densidad poblacional del cantón es de 0.99 hab/ha (Gobierno Autónmo

Descentralizado del cantón Piñas 2014 - 2019, 2015).

La principal actividad que desarrolla la población económicamente activa en el

cantón Balsas es la agricultura (café con el 85,60% es el cultivo principal seguido del

arroz, maní, caña de azúcar y el maíz), ganadería silvicultura y pesca con el 38,41%,

así como la producción avícola, la media mensual de producción de pollos está por los

418300 unidades comercializadas en pie (Gobierno Autonomo Descentralizado del

cantón Balsas 2014-2019, 2012).

El cantón Marcabelí se encuentra ubicado en la parte sur de la provincia de El Oro,

su cabecera cantonal “Marcabelí” se ubica en la zona central del territorio

cantonal(Gobierno Autónomo Descentralizado del cantón Marcabelí (2014-2019),

2018).

Los límites del cantón Marcabelí son: Al norte con el cantón Piñas, delimitado por

un ramal de la cordillera Tahuín y cantón Arenillas, al sur con la Provincia de Loja

delimitado por el río Puyango, al este con el cantón Balsas, delimitado por el curso del

7

río Balsas, hasta la desembocadura de la quebrada la Esperanza, por la que se continúa

hasta su origen, al oeste el cantón Lajas, teniendo de límites al cerro de El Oso,

continúa por la cordillera y quebrada La Aldea, hasta desembocar en el río Puyango.

(Gobierno Autónomo Descentralizado del Cantón Marcabelí 2014 - 2019, 2017).

Las altitudes en el cantón Marcabelí fluctúan desde los 320 ms.n.m. en la zona sur,

hasta los 1280 ms.n.m. en la zona noroeste, la cabecera parroquial urbana Marcabelí

está entre los 520 y 630 ms.n.m., la precipitación anual es de 1127,6 mm y la máxima

se da en abril que es de 360 mm, su temperatura oscila de 20 a 25 °C, los pisos

climáticos son Tropical Interandino, tiene una humedad relativa 85.5% media

mensual, las principales quebradas que están distribuidas en el cantón son las

siguientes: Q. Villa seca, Q. San Antonio, Q. Navajill, Q. La Esperanza, Q El caucho,

Q. Corral, Q. Los tigres, Q la Aldea, Q. Agua negra, Q. El arenal y Q. Amparo. La

mayoría de estas quebradas desembocan en el río Marcabelí, y son de vital importancia

para los regadíos de los cultivos de la zona, la quebrada el Cuacho es la principal fuente

de agua para su posterior tratamiento y abastecer al centro poblado de Marcabelí

(Gobierno Autonomo Descentralizado del cantón Balsas 2014-2019, 2012).

La superficie del cantón Marcabelí es de 148.36 Km2, la población total del cantón

es de 5450 personas de las cuales 2781 son hombres lo que corresponde a un 51.02%

y 2669 son mujeres correspondiendo al 48.97%, la población cantonal se encuentra

distribuida en el área urbana con un numero de 3682 habitantes y en el área rural con

un número de 1768 habitantes, lo que indica que el mayor asentamiento poblacional

se encuentra en la parroquia urbana Marcabelí, específicamente concentrada en el área

urbana. La densidad poblacional es de 36.73 hab/Km2 (Gobierno Autónomo

Descentralizado del Cantón Marcabelí 2014 - 2019, 2017).

8

La principal actividad que desarrolla la población económicamente activa en el

cantón Marcabelí es la agricultura (el café es el cultivo principal seguido del maíz,

maní, caña de azúcar, etc.), ganadería silvicultura y pesca con el 43,43%, de la

agricultura (Gobierno Autónomo Descentralizado del Cantón Marcabelí 2014 - 2019,

2017).

La mayor parte del territorio del cantón está destinado a la ganadería, según el CNA

2000, nos refiere a que en el cantón existen 366 vacas de ordeño, la actividad porcina

está principalmente ubicada en el sitio El Rosal al norte del cantón, la actividad avícola

concentra 7200 aves en producción (Gobierno Autónomo Descentralizado del Cantón

Marcabelí 2014 - 2019, 2017).

El cantón Piñas se encuentra ubicado en la zona alta de la provincia de El Oro, en

las estribaciones occidentales de la cordillera de Los Andes (Gobierno Autónmo


Los límites del cantón Piñas son: Al norte con los cantones de Atahualpa y Santa

Rosa, al sur con la provincia de Loja, al este por los cantones Portovelo y Zaruma y

por el oeste con los cantones Balsas, Marcabelí y Arenillas (Gobierno Autónmo


El cantón Piñas se encuentra ubicado en las estribaciones occidentales de la

Cordillera de Los Andes, en la hoya de Zaruma, a una altura de 1014 ms.n.m., la

precipitación promedio anual es de 2116 mm, registrándose en febrero como el mes

más lluvioso con 543,5 mm y el mes más seco es agosto con 0,5 mm, la temperatura

promedio es de 21,7 °C, la temperatura máxima se registra en noviembre con 32 °C y

la temperatura mínima corresponde al mes de agosto con 16.3 °C (Gobierno Autónmo

Descentralizado del cantón Piñas 2014 - 2019, 2015), las principales cuencas

9

hidrográficas del cantón son: río Piñas y río Moromoro, los mismo que alimentan la

red hídrica de la cuenca alta del Puyango-Tumbes; río Naranjos, tributario de la red

hídrica del río Arenillas que sirve como fuente de abastecimiento en el embalse

Tahuín; además como límites geográficos intercantonales e interprovinciales tiene a

los ríos Calera, Amarillo y Pindo, posee algunos manantiales, entre los principales se

puede anotar a: La Arada, Piñas Grande, Loma Larga, Las Chontas, Matalanga,

Granada, las 7 vertientes principales que abastecen de líquido vital al cantón son: las

quebradas Honda 1, Honda 2, Honda 3 y Honda, que proveen de 50 l/s

aproximadamente; las quebradas El Palmal, La Chiral y Las Chontas, las cuales

proporciona más de 10 l/s (Gobierno Autónmo Descentralizado del cantón Piñas 2014

- 2019, 2015).

El cantón Piñas tiene una superficie total de 571 Km2, la población del cantón es

de 25988 habitantes según el censo de Población y Vivienda 2010, se encuentra

distribuida en el área urbana con un número de 17401 habitantes y en el área rural

8587 habitantes, lo que indica que el mayor asentamiento poblacional tiene se

encuentra en la parroquia urbana Piñas, específicamente concentrada en el área urbana,

su densidad poblacional es de 42.13 hab/Km2 (Gobierno Autónmo Descentralizado del

cantón Piñas 2014 - 2019, 2015).

Según el último Censo de Población y Vivienda llevado a cabo en el año del 2010

la principal actividad que desarrolla en mayor parte la población económicamente

activa en el cantón Piñas es la agricultura (el café es el cultivo predeterminante),

ganadería silvicultura y pesca con el 26,65%, según el Censo Nacional Agropecuario

del 2000 la producción del ganado mayor es el vacuno que tiene un porcentaje del

93%, y en cuanto que la producción de ganado menor consta con el 90% el ganado

porcino, mientras que para el sector avícola el 85,72% de aves son criadas en granjas,

10

económicamente el rubro más importante son los pollos de engorde (Gobierno

Autónmo Descentralizado del cantón Piñas 2014 - 2019, 2015).

La hidrogeología de cada uno de los cantones estudiados se presenta a

continuación:

Litológicamente, Balsas se encuentra dividido en tres zonas al Oeste, que

corresponde a la Unidad Victoria, al Noroeste la unidad el Tigre metagrauwacas,

pizarras y al Sur la unidad Piedras, Anfiobolitas Basáltica (Gobierno Autonomo

Descentralizado del cantón Balsas 2014-2019, 2012).

Litológicamente, Marcabelí se encuentra dividido en dos zonas la Unidad La

Victoria que afloran únicamente en el extremo Norte de la cordillera, y la Unidad El

Tigre que son paisajes quebrados, con fuerte pendiente (Gobierno Autónomo

Descentralizado del Cantón Marcabelí 2014 - 2019, 2017).

La formación geológica dominante del cantón Piñas corresponde al granito gnéisico

per-alumínico del periodo triásico, esta formación se localiza de forma transversal en

el centro del cantón, en las parroquias de La Bocana, Saracay, Moromoro, Piñas y San

Roque. También presenta las lavas andesíticas, a riolíticas, piroclastos del período

Oligoceno, que están ubicados en la parte noroeste del cantón, específicamente en la

parroquia Piñas y parte de Moromoro (Gobierno Autónmo Descentralizado del cantón

Piñas 2014 - 2019, 2015).

11

Figura 1. Unidad Hidrogeológica Distrito Salud 07D04 (Ecuador) Cantones Balsas, Marcabelí y

Piñas.

Elaborado por: Silva A. (ArcGIS 2018, 10.4.1).

12

2. OBJETIVOS

2.1 Objetivo General.

Evaluar la presencia de residuos antibióticos de uso animal y humano en los

principales ríos de captación y descarga de los cantones Piñas, Balsas y Marcabelí.

2.2 Objetivo Específicos.

• Cuantificar las características fisicoquímicas y microbiológicas de las muestras

de agua de los ríos del Distrito 07D04.

• Detectar la presencia de los principales antibióticos de uso humano y animal

en las muestras de los ríos del Distrito 07D04.

• Cuantificar los antibióticos en las muestras de los ríos más importantes de la

zona del distrito 07D04.

13

3. MARCO TEÓRICO

3.1 Parámetros de Calidad de Agua:

La valoración de la calidad de agua es la evaluación de su naturaleza química, física

y biológica en relación con la calidad natural, los efectos humanos y posibles usos. La

evaluación de esta varía en las diferentes regiones, debido a que muchas de las veces

no presentan las mismas características, para lo cual se han desarrollado estudios e

indicadores propios para determinar la calidad del agua. (Torres , Hernan , & Patiño,

2009, pág. 79).

3.1.1 pH:

Medida que indica la cantidad de iones hidrógeno presentes en el agua, indicado

como el logaritmo negativo de la concentración de este. Cuando la concentración de

iones hidrógeno es desfavorable en aguas residuales provocan daño a las microbiota

acuática. Los valores de pH de 6,5 a 8,5 son los adecuados para procesos de tratamiento

y desarrollo de la vida biológica (Romero Rojas, 2004).

3.1.2 Potencial Oxido Reducción:

El potencial de oxidación reducción mide la cantidad relativa de materiales

oxidados y reducidos, o la capacidad de ganar o perder electrones (Romero Rojas,

2004).

3.1.3 Oxígeno Disuelto:

Cantidad de oxígeno gaseoso que se encuentra disuelto en el agua siendo de baja

solubilidad. El OD es requerido para el desarrollo de la vida acuática aerobia. La

concentración de saturación está en función de temperatura, presión atmosférica y la

salinidad del agua (Romero Rojas, 2004).

14

3.1.4 Turbiedad:

Medida óptica del material suspendido en el agua. Las aguas residuales crudas en

general son turbias, por lo cual es un factor importante para el control de calidad de

aguas (Romero Rojas, 2004).

3.1.5 Temperatura:

La temperatura es un parámetro primordial ya que puede afectar y alterar la vida

acuática, cambia los niveles de saturación de oxígeno disuelto, la velocidad de las

reacciones químicas y la actividad microbiana. Las aguas residuales son más cálidas

que las aguas de suministro y en aguas de enfriamiento la polución térmica es

significativa (Romero Rojas, 2004).

3.1.6 Microbiología del Agua:

Los organismos que se encuentran en el agua se clasifican de acuerdo con sus

características celulares. Los microrganismos desarrollan actividades primordiales en

el ambiente como captar energía del sol e intervenir en los ciclos del carbono, del

oxígeno, del nitrógeno y demás elementos indispensables para la vida. La existencia

de estos se puede evidenciar en los residuos humanos y animales; y su patogenicidad

es utilizado como indicadores de contaminación en función del tratamiento biológico

del agua (Romero Rojas, 2004).

3.1.6.1 Coliformes:

Las coliformes son un grupo numeroso de bacterias, los excrementos

humanos pueden contener hasta 2x1011 organismos personas/día. Se utilizan

como indicadores de contaminación, por su presencia en el agua. Existen

estudios que mencionan que las coliformes se multiplican en aguas de clima

15

cálido, para lo cual tendría que investigarse para establecer normas

bacteriológicas de descarga de aguas residuales (Romero Rojas, 2004).

3.2 Contaminantes emergentes

Los contaminantes emergentes se los puede definir como cualquier sustancia

química sintética o natural o cualquier microorganismo que no es detectado

comúnmente en el medio ambiente, pero que puede entrar en él y causar efectos

adversos ecológicos y/o para la salud humana (USGS, 2016), ocasionalmente son

controlados o monitoreados y se necesitan más investigaciones para evaluar sus

impactos sobre la salud humana y el medio ambiente (WWAP (Programa Mundial de

Evaluación de los Recursos Hídricos de las Naciones Unidas), 2017). La característica

principal que tienen estos contaminantes es causar efectos dañinos, debido a que los

compuestos liberados en el medio ambiente pueden experimentar cambios

estructurales por una variedad de procesos bióticos o no bióticos incluyendo fotólisis,

hidrólisis y biotransformación, convirtiéndose en tóxicos inclusive más recalcitrantes

y bioacumulables que los contaminantes precursores. (Varo, 2016). Estos

contaminantes se encuentran distribuidos en los medios acuáticos y en el ambiente

debido a que su clasificación y componentes son extensas, como se puede ver en la

Tabla 1.

La parte teórica de este estudio se enfoca al análisis primordialmente de los

siguientes contaminantes emergentes (antibióticos):

• Tetraciclinas

• Betalactámicos

• Sulfamidas

16

La principal clasificación que tienen los antibióticos es la que se basa en la acción

del antibiótico sobre la bacteria, que pueden ser:

a) Bacteriostáticos: Las que inhiben la multiplicación bacteriana. Dentro de estas

se encuentran: Tetraciclinas, Eritromicina, Sulfonamida, Novobiocina y

Cloranfenicol.

b) Bactericidas: Tienen una acción terapéutica, es decir irreversible, destruyendo

a la bacteria. Dentro de esta se encuentran: Betalactámicos (Penicilinas y

Cefalosporinas), Aminoglucósidos, Rifampicina, Quinolonas,

Monobactámicos y Polimixinas (Cordi, Andr, Reyes, & Cordi, 1998).

Tabla 1. Clases de contaminantes emergentes

Clases de Compuestos Ejemplos

Fármacos Paracetamol, carbamazepina, diazepam,

iopamidol

Esteroides y Hormonas Estradiol, estrona, estriol, dietistilbestrol

Drogas de Abuso Anfetamina, cocaína, tetrahidrocanabinol

Fragancias Musks policíclicas, nitromusks

Filtros Solares 3-Benzofenona, ácido octildimetil-p-

aminobenzoico (ODPABA)

Antioxidantes y Conservantes Fenoles y Parabenes

Insecticidas y repelentes Piretroides, N, N-dietiltoluamida (DEET)

Biocidas Triclosan, Clorfeno

Detergentes Tensioactivos Alquilfenoles y derivados

Retardantes de llama Éteres difenilo polibromados (PBDEs),

ésteres organofosforados

Plastificantes Ftalatos, bisfenolA, ácido

perfluorooctanoico (PFOA),

perfluorooctanosulfonato (PFOS)

Aditivos y Agentes industriales Agentes quelantes, sulfonatos aromáticos,

benzotriazoles, 1,4-dioxano

Aditivos de la Gasolina Éteres de dialquilo, metil t-butil éter

(MTBE)

Subproductos de desinfección Bromaldehídos, cianoformaldehído,

bromato

Fuente: (Becerril Bravo, 2012).

17

3.3 Antibióticos

Los antibióticos son sustancias producidas por distintos tipos de especies de

microorganismos, como bacterias, hongos o actinomicetos, inclusive ciertas especies

de insectos y plantas; los cuales logran suprimir el desarrollo de otros microorganismos

e incluso pueden llegar a eliminarlos. (Sumano & Ocampo, 2006).

Existen algunos microrganismos con actividad antimicótica, es decir mecanismos de

defensa, algo similar en organismos marinos que tiene moléculas con este tipo de

actividad. (Marquez , Galeano, & Martinez , 2004, pág. 35) . Los estudios recientes

afirman que existen diferentes especies de actinomicetos en ecosistemas marinos los

cuales poseen la capacidad de producir nuevos compuestos bioactivos, estos

actinomicetos se han encontrado en lo más profundo del océano, específicamente en

lodos marinos, especies productoras de antibióticos de tipo alcaloide. (Ixtepan Tejero,

y otros, 2018, pág. 28). Estas sustancias antibióticas también son encontradas en mayor

cantidad en los distintos organismos vegetales.

Los antibióticos tienen su origen en las conocidas observaciones del británico

Alexander Fleming, en 1928 donde el hongo Penicillium notatum tenía un efecto

inhibidor, sobre un cultivo de estafilococos. Con el descubrimiento de la penicilina

comienza la era de los antibióticos que permitiría combatir todas las enfermedades

originadas por las bacterias. (Raviña Rubira, 2008).

Los betalactámicos, actúan inhibiendo la última etapa de la síntesis de la pared

celular bacteriana e inducen además un efecto autolítico. La destrucción de la pared

celular bacteriana se produce como consecuencia de la inhibición de la última etapa

de la síntesis del peptidoglucano (Marín & Gudiol, 2003). Son compuestos de acción

bactericida lenta, independientemente de la concentración plasmática, que presentan

una escasa toxicidad y poseen un amplio margen terapéutico. (Garcia Sanchez ,

18

Fresnadillo Martinez, Arce, & Garcia Sanchez , 1999, pág. 290). También son

utilizados para el tratamiento de infecciones bacterianas presentes en los animales de

granjas, es decir utilizados para la medicina veterinaria.

Las tetraciclinas penetran en la célula bacteriana por mecanismos de difusión pasiva

a través de los canales hidrófilos (porinas) y mediante procesos de transporte activo

(Mendoza, 2019). Es un grupo de antibiótico bacteriostáticos de amplio espectro,

naturales y semisintéticos, además de ser activos contra gérmenes resistentes a los

antibióticos betalactámicos. El mecanismo bacteriano implicado en la resistencia a las

tetraciclinas pude ser mediante plásmidos, disminución de la permeabilidad bacteriana

para este antibiótico, enzimas bacterianas que metabolizan al antibiótico. (Mendoza,

2019).

La principal vía de contaminación del agua; es cauasada por la excreción humana,

la eliminación de productos caducos y el uso indiscriminado de las actividades

ganaderas, avícolas y porcinas, estos son dispuestos de manera inadecuada en los ríos

y drenajes de las ciudades, problemática provocada por el mismo ser humano, debido

a que se ha encargado de modificar el medio ambiente, de tal manera, se vuelve más

sencillo para que los microorganismos se desplacen en las diferentes poblaciones

vulnerables; por su naturaleza la comunidad microbiana sufre cambios metabólicos

adquiriendo mecanismos de inmunidad a los antibióticos.

3.4 Comportamiento ambiental de los antibióticos

El extenso uso que tiene los antibióticos en la medicina humana como veterinaria

ha generado una constante y continúa disposición en los diferentes ecosistemas,

provocando daños a la flora y fauna, al hablar de antibióticos se refiere a un gran

número de fármacos con diferentes mecanismos de acción, lo cual dificulta la

determinación de estos en el ambiente, la identificación de antibióticos de manera

19

adecuada es relacionándolos por su grupo (B-lactámicos, quinolonas, sulfas, etc.),

aunque al utilizar este método de detección específico para alguna parte de la molécula

(ejemplo el anillo beta-lactámico), se corre el riesgo de no ser encontrada debido a los

procesos de purificación que tiene el agua (Mompelat, Bot, & Thomas, 2009).

Sin embargo la identificación de antibióticos tiene cierto grado de complejidad , ya

que la problemática radica en la distribución amplia y el uso inadecuado de los

antibióticos tanto en actividades humanas como de animales que ha aumentado de

manera considerable en los ecosistemas, lo cual ha dificultado la determinación de

antibióticos con efectos tóxicos o nocivos, en especial para determinar si son algunos

los que están provocando el daño o conjuntamente actúan todos causando daños al

mismo tiempo (Moreno , y otros, 2013).

Los antibióticos al ser eliminados directamente a efluentes hospitalarios o a las

redes municipales sin metabolizar o solo parcialmente metabolizados, repercuten en

los distintos ecosistemas acuáticos y los sedimentos. Aquellos que sean más

hidrosolubles tendrán mayor movilidad en este medio y los que poseen elevado

carácter lipofílico serán absorbidos por barros y sedimentos (Heuer et al., 2002), la

biodegradación de estos compuestos es un factor clave para evitar acumulación en el

medio ambiente y generar posteriormente efectos adversos por su elevada y no

esperada concentración, o bien efectos sinérgicos con otros compuestos (Hirsch,

Ternes, Haberer, & Kratz, 1999), por lo que la aparición de los productos

farmacéuticos y antibióticos se da principalmente en el “Ciclo Agua” donde convergen

con las diferentes condiciones climáticas, actividades antropogénicas y otros tóxicos,

dándose la contaminación del agua, alterando la calidad de esta, podemos observar en

la figura 1, el ingreso de estos contaminantes a la microbiota acuático es por medio del

vertido de aguas residuales o servidas, de los distintas actividades que se utiliza el

20

agua, siendo las urbanas, hospitalarias, industriales y provenientes de agricultura,

ganadería, avicultura, etc.

Figura 2. Ciclo Hidrológico de los antibióticos.

Elaborado por: Silva A. (Visio 2018).

La bioactividad que tienen los antibióticos betalactámicos, cuyo mecanismo de

acción es la inhibición de la última etapa de la síntesis de la pared celular bacteriana,

constituyen la familia más numerosa de antimicrobianos (Suárez & Gudiol, 2009), un

ejemplo claro de esto es la amoxicilina que es una penicilina semisintética de amplio

espectro susceptible a la penicilinasa, teniendo una absorción oral; además de presentar

una estabilidad en el ácido gástrico y puede ser ingerida sin tomar en cuenta los

alimentos, su propagación es de manera inmediata en casi todos los tejidos y líquidos

del cuerpo, exceptuando el cerebro y el líquido cefalorraquídeo, salvo cuando las

meninges están inflamadas (Zamora & Campos , 2015).

Las tetraciclinas, por su parte tiene una bioactividad inhibiendo las síntesis de

proteínas bacterianas, se han convertido de uso habitual debido a que actúan frente a

una gran variedad de microorganismos, además han sido ocupadas en algunas áreas de

la agricultura (Vicente & Perez , 2010), se debe considerar que las combinaciones de

21

antibióticos generan un efecto sinérgico que provoca que se dé efectos tóxicos en

concentraciones menores a las necesarias para provocar toxicidad cuando se presentan

aisladamente, por lo que en ambientes naturales, los organismos están por tanto

expuestos a mezclas de diferentes antibióticos de distinto origen (González-Pleiter et

al., 2013).

Los antibióticos son fármacos ampliamente utilizados, existe evidencia de la

presencia de residuos de antibióticos en el ambiente y su implicación en los

mecanismos de defensa propios de los organismos vivos, el entorno natural podría

actuar como reservorio y fuente de resistencia (Jiménez, 2011). Los antibióticos que

produjeron las bacterias del suelo sirvieron como modelo para el diseño de nuevas

estructuras químicas con actividades semejantes, hoy en día, alrededor de la mitad de

todos los antibióticos de uso clínico se derivan de los actinomicetos, la producción de

compuestos naturales con acción antimicrobiana por parte de los microorganismos del

suelo abre una amplia y prometedora vía de investigación para la adquisición de

antibióticos con los que tratar las enfermedades infecciosas causadas por agentes

etiológicos resistentes. (Muñoz , 2017).

El número de fármacos a muestrear sigue siendo grande y para poder minimizar la

lista se necesita más información, como, por ejemplo, el grado y velocidad de

degradación en las plantas de tratamientos de las aguas residuales y aguas

superficiales, la velocidad de degradación de muchos productos farmacéuticos en el

medio es desconocida y cuando se encuentra, ha sido estimada bajo condiciones de

laboratorio (Zuccato et al., 2004), los reportes de toxicidad aguda que los

microrganismos tienen al entrar en contacto con los medicamentos siguen siendo

desconocidos, por lo que es importante considerar metodologías generales que abarque

los volúmenes de venta, metabolismo, toxicidad, concentraciones, biodegradabilidad

22

y la capacidad de absorción que tiene sobre los lodos determinando la ecotoxicidad de

los medicamentos (Andreozzi, Caprio, Marotta, & Radovnikovic, 2003).

3.5 Prueba Rápida de Tira para residuos de antibióticos beta-lactama,

tetraciclina y sulfonamida.

El kit fabricado por la empresa PerkinElmer que lleva el nombre de BIOO Scientific

“AuroFlow ™ BTS Combo Strip”, el mismo que por medio de un ensayo rápido de

flujo lateral cualitativo permite detectar los residuos antibióticos como los beta-

lactámicos, tetraciclinas y sulfonamidas (Scientific, 2018), estas tiras de análisis son

pruebas rápidas que detectan 14 antibióticos betalactámicos, 3 tetraciclinas y 11

sulfonamidas principales en la leche en o por debajo de los LMR de la UE y CODEX.

Los kits combinados permiten la detección simultánea de diferentes clases de residuos

de antibióticos e interpretación de los mismos por medio del manual que incluye este

(Scientific, 2018). Estas pruebas de vanguardia eliminan la necesidad de utilizar

cualquier máquina de calefacción, por lo que los informes de validación están

disponibles y muestran la eficacia de las pruebas tanto a temperatura ambiente como

en frío (Scientific, 2018).

3.6 Curvas de Calibración

El método más utilizado en química analítica es la construcción de una curva de

calibración que ayude a encontrar la concentración de una sustancia (analito) en una

muestra desconocida, principalmente en disoluciones, la relación proporcional entre la

concentración y una determinada señal analítica (propiedad), permitirá encontrar la

posible concentración en una muestra dada mediante la medida de esa señal, la misma

que se representa en la curva de calibración, a través de la relación concentración-

señal (Instituto Superior de FP Sanitaria Claudio Galeno, n.d.), por lo que el proceso

de análisis de una muestra se lleva a cabo mediante un método analítico descritos en

23

procedimientos de trabajos estandarizados, éste aborda todas las operaciones

implicadas hasta la consecución del resultado final: preparación de reactivos,

materiales, equipos, estándares, preparación de una curva de calibración y controles

de calidad analíticos (AGQ Labs Chile S.A., 2017).

La mayor parte de los métodos analíticos son relativos, es decir, el contenido del

analito en la muestra se obtiene a través de un patrón o estándar de referencia

certificado; a partir de éste es posible preparar una disolución de concentración

exactamente conocida como solución madre. Luego, utilizando la solución madre, se

prepara un conjunto de soluciones a distinta concentración para la obtención de una

curva de calibración. (AGQ Labs Chile S.A., 2017) . De esta manera se puede definir

un intervalo de trabajo en el cual, los resultados a informar tienen una precisión y

exactitud conocida que ha sido documentada en la validación de cada método, para

que se dé la etapa de calibración analítica, es necesario un modelo, que consiste en

encontrar la recta de calibrado (expresión matemática) que mejor ajuste a una serie de

“n” puntos experimentales, donde cada punto está definido por una variable “x”

(variable independiente, generalmente concentración del analito de interés) y una

variable “y” (variable dependiente, generalmente respuesta instrumental), la recta de

calibrado se encuentra definida por una ordenada de origen (b) y una pendiente (m),

es decir la siguiente ecuación y= mx+b, considerando que su r2 tiene que ser valores

mayores a 0,9 o que se aproximen a 1, serán admitidos como legítimos (AGQ Labs

Chile S.A., 2017).

24

4. MATERIALES Y MÉTODOS

4.1 Materiales:

4.1.1 Materiales para etapa de Muestreo:

Los distintos materiales utilizados en la etapa de muestreo son elementos esenciales

para la recolectar las muestras de agua, y se especifican en la tabla 2.

Tabla 2 Materiales ocupados en la etapa de muestreo.

Material Característica

Kit AuroFlowTM BTS Combo Strip Test

Kit

Micropipeta 2 µm, reactivo y

bandas detección

Frasco Ámbar Capacidad de 250 ml

Fundas Plásticas Ziploc Reseñables

Frascos de Muestra 150 ml

Hielera Cooler Capacidad de 14 l

Guantes Caucho / Quirúrgicos

Pilas de Gel Refrigerante

Hielo Seco

Cinta Masking Tape

Marcador Elaborado por: Silva A. 2019.

4.1.2 Materiales para etapa de análisis de laboratorio.

Los materiales que se detallan en la Tabla 3 fueron ocupados para llevar a cabo los

diferentes análisis microbiológicos; mismos que fueron proporcionados por la

universidad.

Tabla 3 Materiales ocupados en la etapa de análisis de laboratorio

Material Característica

Vasos de Precipitación Capacidad de 500 ml

Frasco Boeco Capacidad de 500 ml

Pipetas Pasteur

Asas Bacteriológicas

Cinta Indicadora de

Esterilidad

Cajas Petri

Medio Estándar PCA

Agar MacConkey

Agua Destilada

Elaborado por: Silva A. 2019.

25

4.1.3 Equipos Utilizados

Los equipos ocupados para elaborar los análisis de calidad de agua

correspondientes se detallan en la Tabla 4, con su respectivo registro y procedencia,

para avalar los análisis mencionados.

Tabla 4 Equipos de laboratorio utilizados

Nombre Marca Modelo

Turbidímetro Orbeco Hellige TB200 Portable Turbidímetro

pH – metro Metter Toledo FiveGoTM

Medidor de OD Metter Toledo S4 Seven2Go

AutoClave

Incubadora Elaborado por: Silva A. 2019.

4.2 Metodología:

4.2.1 Metodología de Campo

4.2.1.1 Localización y Descripción del Área de Estudio.

En el cantón Balsas, el agua de la Quebrada Santa Elena es utilizada para

el consumo humano, sin embargo, por otro lado, en el río Balsas se vierten las

aguas servidas de la ciudad como se ve en la Figura 3.

Figura 3. Localización del proyecto en el cantón Balsas.


26

En el cantón Marcabelí, el agua proveniente del sector El Porvenir y de la

Quebrada El Caucho es potabilizada y distribuida a la ciudad, mientras que en

el río Marcabelí son vertidas las aguas residuales de la ciudad como se indica

en la Fig. 4.

Figura 4. Localización del Proyecto en el cantón Marcabelí.


Para el cantón Piñas, el agua de 7 vertientes (quebradas Honda 1, Honda 2,

Honda 3 y Honda, El Palmal, La Chiral y las Chontas), son potabilizadas en la

planta de Piñas Grande para luego ser distribuidas en la ciudad. En el río Piñas

se vierten las aguas servidas de la ciudad, esta cruza parte de la cabecera

cantonal como se ve en la Figura 5.

27

Figura 5. Localización del Proyecto en el cantón Piñas.


4.2.1.2 Selección del Área de Estudio:

Para recopilar los datos de manera exacta fue necesario utilizar el Sistema

de Posicionamiento Global (GPS) por sus siglas en inglés, este equipo permitió

ubicar los diferentes puntos de las zonas de captación y descarga, las plantas

de potabilización de agua de los tres cantones Balsas Piñas y Marcabelí, ya que

al momento que se establece conexión con los distintos satélites determina con

alta precisión la información de campo para ser visualizada en los mapas. De

esta manera se establecieron los 12 puntos que se indican en la Tabla 5:

28

Tabla 5. S. Coordenadas de ubicación para los puntos de muestreo.

N

°

Punto Sector o

Sitio,

(Vertiente)

Coordenadas UTM Altura

(msnm

)

Imagen del Sitio

X Y

CANTÓN BALSAS

1 ADCB Planta

Potabilizad

ora (agua

Quebrada

Santa

Elena)

631404,202 9583129,377 776

2

ADB

(+100)

Centro de la

Ciudad

(Quebrada

Santa

Elena)

630806,648 9583746,300 689

3

ARB

(-100)

Agua

Residual

100 m.

antes del

camal,

(Quebrada

Santa

Elena)

630190,557 9584134,367 650

4

ARB

(+100)

Agua

Residual

100 m.

después del

camal,

(Quebrada

Santa

Elena)

628307,179 9584477,210 598

CANTÓN MARCABELÍ

1 ADCM Sitio

Porvenir

(Riachuelo

Porvenir y

Quebrada

El Caucho)

621871,284 9585725,020 620

29

2 ADM

(+100)

Centro de la

Ciudad

(Riachuelo

Porvenir y

Quebrada

El Caucho)

620829,488 9581618,451 520

3 ARM

(-100)

Agua

Residual

100 m.

antes del

camal,

(cauce

quebrada El

Caucho)

620701,212 9581638,665 510

4 ARM

(+100)

Agua

Residual

100 m.

después del

camal, (Río

Marcabelí)

618626,412 9580424,966 505

CANTÓN PIÑAS

1 ADCP

Planta

Potabilizad

ora Agua

Piñas

Grande,

(Quebradas

Honda 1,

Honda 2,

Honda 3 y

Honda, El

Palmal, La

Chiral y las

Chontas)

644387,329

6

9594570,256 1231

30

2 ADP

(+100)

Mercado

Central

(Quebradas

Honda 1,

Honda 2,

Honda 3 y

Honda, El

Palmal, La

Chiral y las

Chontas)

646460,758

7

9593047,865

1018

3 ARP

(-100)

Agua

Residual

100 m.

antes del

camal, (Río

Piñas)

647129,305

4

9592224,251

944

4 ARP

(+100)

Agua

Residual

100 m.

después del

camal, (Río

Piñas)

647493,191

3

9591918,075

918

Elaborado por: Silva A. 2019

4.2.1.3 Determinación de la Muestra:

Para el trabajo de campo fue necesario establecer parámetros, es decir que

se siguió una secuencia en la recolección de las muestras, definido en la NTE

INEN 2169: Agua. Calidad del agua. Muestreo. Manejo y conservación de

muestras (Anexo 1). En cada uno de los puntos de muestreo se tomó 500 ml de

agua para elaborar los análisis, con la ayuda de equipos como el pH-metro

(FiveGoTM, Metter Toledo), medidor de oxígeno disuelto (S4 Seven2Go,

Metter Toledo), turbidímetro (TB200 Turbidimeter, Orbeco), y un kit

AuroFlowTM BTS Combo Strip Test Kit de marca BIOO Scientific estos

equipos se observan en el (Anexo 2), cada equipo contó con su respectivo

31

manual técnico para el adecuado uso, las muestras fueron previamente

etiquetadas en botellas ámbar y frascos herméticos siendo refrigeradas y

transportadas a la ciudad de Quito al laboratorio de la Universidad Politécnica

Salesiana sede Sur, en un cooler hermético manteniendo la temperatura

adecuada.

4.2.1.4 Detección de Antibióticos:

Para realizar la detección de antibióticos de cada una de las muestras se

utilizó el kit AuroFlow ™ BTS Combo Strip, siguiendo el procedimiento que

señala el manual que incluye este, como se indica en el (Anexo 3).

Interpretación visual: cuando la señal en la línea T es más intensa que la

señal en la línea C, la muestra de agua es negativa para la presencia de residuos.

Una señal en la línea T que es igual o menos intensa que la señal en la línea C

indica una muestra de agua con presencia de antibióticos (Scientific, 2018). La

interpretación de los resultados se lo realiza como se indica en la Figura 6.

Figura 6. Interpretación visual de resultados, según el tipo de antibiótico y de su

presencia o ausencia que se establezca.

Fuente: Copyright 2019 Bioo Scientific Corporation.

32

4.4 Trabajo de laboratorio

Las muestras se trasladaron al laboratorio para ser guardadas y refrigeradas de

manera correcta durante una semana, en este lapso, se necesitaron dos días para que

estas puedan estar a la temperatura de 4°C, para su posterior uso. Se tuvieron muestras

adicionales para tener un respaldo, en caso de que el método pudiera fallar durante los

análisis. Estas fueron reguladas a temperatura ambiente y se elaboró el medio de

cultivo de manera inmediata para evitar cualquier crecimiento microbiano, para lo que

se utilizó 500 gramos, de los agares PCA y MacConkey que su composición se indica

en el (Anexo 4), ambos medios universales para el cultivo y valoración de

microorganismos, específicamente para la cuantificación de UFC (unidades

formadoras de colonia), debido a que el cultivo de microorganismos permitirá ver si

existe algún tipo de influencia de las UFC con los antibióticos encontrados en la zona

de estudio, por lo que, fue necesario preparar 500 ml de cada uno de los agares,

siguiendo las instrucciones para la preparación de cada uno de estos, es importante

indicar que todos los elementos fueron previamente esterilizados en el autoclave.

4.4.1 Preparación del Agar

Los agares que se hallan de manera comercial y los que dispone la universidad son

medios de cultivo que vienen en presentación de liofilizados (deshidratados); para la

preparación del medio de cultivo, se inició pesando los agares a ocupar y luego se

disolvieron en agua destilada, siguiendo las indicaciones que se encuentran en las

etiquetas del producto, disueltos los agares, pasaron a ser esterilizados junto con los

materiales que se ocuparon en el cultivo. Los agares necesitan estar en reposo para que

tengan una temperatura ambiente de unos 50-60°C, para que no se solidifiquen los

medios, ya que tuvieron que ser vertidos a las cajas petri para la siembra, con la

finalidad de observar los resultados de cada una de ellas, es importante indicar que

33

previo a la esterilización los agares fueron preparados en los Frascos graduados

“BOECO GERMANY” como se detalla en el (Anexo 5).

4.4.2 Preparación de las muestras para siembra

Una vez esterilizados los materiales: pipetas, cajas petri y tubos de ensayo; se

tomaron las cajas petri, donde se depositó el líquido, en un ambiente totalmente

aséptico (es decir en cada una de las cajas se colocaron cerca al mechero de Bunsen,

en un radio de 10 a 15 cm, esto según el grado, color y la intensidad que se encontró

la flama). Las muestras de agua fueron sacadas de refrigeración y puestas cerca del

área de cultivo, para ser aclimatadas a temperatura ambiente. Se procedió a tomar 1 ml

de cada uno de los frascos ámbar y recipientes, para la siembra correspondiente,

dispersando el agar en las respectivas cajas. Se consideraron diluciones que

permitieron minimizar la concentración de microorganismos como se indica en la

Figura 7, se tomó 9 ml de solución salina y 1 ml del agua muestreada realizando

diluciones de 10-1,10-2 ,10-3,10-4,10-5 y 10-6 clasificándolas por lugar, tipo de muestra

y agar usado, como fueron Agar MacConkey y Agar PCA (García, Domenech, López,

Oliver, & Ramírez, 2010). Ya obtenida las diluciones se ocupó el método de “caja

pobre” (técnica de siembra), colocando 1 ml de las diluciones en las distintas cajas

petri etiquetadas para tener un mejor control, el mililitro se extendió por toda la caja,

para luego depositar el agar en las cajas con una temperatura máxima de 35°C. Fueron

ocupadas 28 cajas petri, distribuidas de la siguiente manera: 14 cajas para MacConkey

y 14 cajas para PCA, estas últimas cajas se utilizaron para las muestras de agua de

captación y potabilización. Ya concluida la siembra fueron puestas cada una de las

34

cajas en la incubadora, con la temperatura de 37°C, para que se pueda dar un

crecimiento microbiano en un periodo de 48 horas.

Figura 7. Procedimiento para la siembra y cultivo de microrganismos.


Para el conteo de las UFC, para no tener errores se utilizó una aplicación

llamada MediXGraph (Alcance CFU) la misma que se encuentra actualmente

disponible de forma libre únicamente para los teléfonos Apple es decir el sistema

operativo iOS, está aplicación permite calcular con precisión el número de colonias en

una placa de agar como se muestra en el (Anexo 6) que se encuentran distribuidas por

meses. Con esta app se puede hacer de forma automática en aproximadamente en 3

segundos (Martinez, 2016).

4.4.3 Preparación de las Curvas de Calibración

En la preparación de las curvas de calibración se tomó en cuenta una muestra

“Blanco”, que es primordial para realizar los análisis y cálculo de las concentraciones.

4.4.3.1 Preparación de la muestra “Blanco”

La muestra “blanco” permitirá verificar los distintos resultados, por lo que

se hizo necesario muestras puras como para β-lactámicos, Tetraciclinas y

Sulfamidas, utilizando las siguientes pastillas, una de Amoxipen-T

(Amoxicilina), una de Bactrim Forte (Sulfametoxazol y trimetoprima) y una de

1:10 1:100 1:1000 1:10000 1:100000 1:1000000

1mL1mL 1mL 1mL

1mL

1 mL 1mL 1mL 1mL 1mL 1mLMuestras de Agua

1mL

9 ml de solución

acuosa en cada

tubo de ensayo

Siembra Placa

28 Cajas divididas:

14 MacConeky

14 PCA

35

Tetraciclina Clorhidrato Grenfar (Tetraciclina) respectivamente. Para

determinar la muestra en “blanco” se ocupó un gramo de muestra de las

diferentes pastillas, las mismas que fueron machacadas con un mortero y

establecer 6 muestras de cada una de las pastillas, es decir 1 blanco y 5

diluciones 10-1, 10-2, 10-3, 10-4 y 10-5 como se detalla en la Figura 8. Cada una

de las diluciones fue valorada por las bandas de detección del kit AuroFlowTM

para comprobar la existencia y densidad de cada muestra de los antibióticos.

Figura 8 Procedimiento para la obtención de la muestra "Blanco" para cada uno de los

antibióticos (betalactámicos, tetraciclinas y sulfamidas)


4.4.3.2 Análisis por medio del Software:

Para el análisis se utilizó el programa informático R Studio (RStudio, 2018),

ya que por medio de imágenes ráster se puede definir la cantidad de antibiótico

que se encontraron en las bandas, siendo ocupadas de color: roja, verde y azul

o también definidas en inglés como RGB (Red-Green-Blue), también se

verificó que las imágenes de la medición del kit sean exactas, es decir que todas

tienen que estar a la misma distancia, e igual exposición de luz, ya que el

mínimo error presente podría alterar el cálculo de las tiras al ser evaluadas en

el programa informático; una vez capturadas las 18 imágenes, que conciernen

al blanco como se detalla en el (Anexo 7), fueron recortadas y analizadas

posteriormente a través de los distintos códigos que contiene el programa R

10^-1 10^-2 10^-3 10^-4 10^-5

1mL1mL 1mL 1mL

1mL

1gr muestra

Amoxipen-T (Amoxicilina)

Bactrim Forte (Sulfametoxazol y trimetoprima)

Tetraciclina Clorhidrato Grenfar (Tetraciclina)

10 mL H2O2

MUESTRA BLANCO

1gr

36

Studio como se detalla en el (Anexo 8), dejando constatar el valor de las

bandas, para ser examinadas con las otras 48 bandas de todas las zonas de

estudio.

De tal manera y por medio de la curva de calibración (en función de la

concentración y definido por un intervalo e interpolado en la recta de

calibración, permitió determinar el valor del compuesto evaluado), así como

los puntos de la recta hallada concuerden adecuadamente con el modelo

matemático de la ecuación, estableciendo valores de la ordenada de origen,

coeficiente de determinación (R2) y pendiente (AGQ Labs Chile S.A, 2017).

4.4.3.2.1 Elaboración de Mapas Ilustrativos:

La elaboración de mapas ilustrativos se realizó a través del software

destinado a los sistemas de información geográfica (SIG), ArcGIS; con las

herramientas que nos permiten generar isolíneas para una variable

determinada, realizando la interpolación, mediante la opción de Spatial Analyst

Tools (herramientas de análisis especial), apartado de interpolación (IDW),

generando un archivo en formato ráster que nos muestra diferenciado por

colores las rectas o curvas que describen la intersección de una superficie real

o hipotética (GEASIG, n.d.).

37

5. RESULTADOS Y DISCUSIÓN

5.1 Resultados de Parámetros Fisicoquímicos y presencia de Antibióticos.

Los resultados de este estudio revelaron la presencia de antibióticos como

betalactámicos, tetraciclinas y sulfamidas; de igual manera se detallan los valores

obtenidos para las características fisicoquímicos, determinados en el área de estudio

por mes, como se indican en las Tablas de la 6 a la 9.

38

Tabla 6. Datos promedios del mes de abril, se observan exclusivamente las muestras que indicaron ser positivas a la presencia de antibióticos. La presencia y ausencia

de antibióticos esta dado por 1 presencia y 0 ausencia. Los valores negativos [mV] corresponden al Potencial Oxido Reducción.

Fec

ha

Puntos Río/Quebrada/Ca

ptación

pH mV Oxígeno

Disuelto[mg/l]

Turbidez [NTU] Temperatura

[°C]

Antibióti

cos

Prome

dio

Desv.Est

and

Prome

dio

Desv.Est

and

Prome

dio

Desv.Est

and

Prome

dio

Desv.Est

and

Prome

dio

Desv.Est

and

B S T

29-

abr-

18

ADCP Captación Piñas 7,61 0,08 -27,33 2,89 7,18 0,01 2,27 0,19 21,17 3,32 1 1 1

ADCP(+100) Captación Piñas 7,70 0,02 -30,00 2,65 6,74 0,01 0,26 0,23 22,80 1,91 1 1 1

ARP(-100) Río Piñas 7,61 0,09 -34,00 1,00 6,72 0,01 13,37 1,63 21,97 0,31 1 0 1

ARP(+100) Río Piñas 7,52 0,08 -30,00 1,00 5,60 0,09 14,27 0,23 23,83 1,61 1 1 1

30-

abr-

18

ADCB Quebrada Santa

Elena

7,69 0,02 -31,33 2,89 7,10 0,01 1,03 0,14 22,53 2,17 1 1 0

ADCB(+100) Quebrada Santa

Elena

7,66 0,05 -35,67 2,89 7,95 0,04 0,09 0,14 22,67 0,29 1 1 1

ARB(-100) Quebrada Santa

Elena

7,42 0,20 -24,00 0,00 5,83 0,02 17,03 0,70 24,70 0,56 1 1 0

ARB(+100) Quebrada Santa

Elena

7,42 0,01 -18,33 0,58 6,10 0,05 16,67 1,52 27,27 0,21 1 1 1

ADCM Quebrada Caucho 7,55 0,02 -31,33 1,53 7,46 0,01 2,18 1,64 26,73 0,06 1 1 1

ADCM(+100) Quebrada Caucho 7,59 0,15 -17,00 0,00 7,31 0,07 0,00 0,00 27,00 0,78 1 1 0

ARM(-100) Quebrada Caucho 6,72 0,02 -24,67 0,58 7,56 0,01 4,82 0,59 27,30 0,10 1 1 1

ARM(+100) Río Marcabelí 7,54 0,01 -25,67 0,58 4,98 0,04 3,20 0,38 30,13 0,31 1 1 1 Elaborado por: Silva, A. 2019

39

Tabla 7. Datos promedios del mes de mayo, se observan exclusivamente las muestras que indicaron ser positivas a la presencia de antibióticos, donde tetraciclinas no fueron

encontradas en el cantón Piñas. La presencia y ausencia de antibióticos esta dado por 1 presencia y 0 ausencia. Los valores negativos [mV] corresponden al Potencial Oxido

Reducción.

Elaborado por: Silva, A. 2019

Fecha Puntos Río/Quebrada/Ca

ptación

pH mV Oxígeno

Disuelto[mg/l]


[°C]

Antibióti

cos

Prome

dio

Desv.Est

and

Prome

dio

Desv.Est

and

Prome

dio

Desv.Est

and

Prome

dio

Desv.Est

and

Prome

dio

Desv.Est

and

B S T

20-

may-

18



ARP(-100) Río Piñas 7,87 0,01 -42,00 0,58 7,29 0,05 28,62 0,85 22,93 0,58 1 1 0

ARP(+100) Río Piñas 7,94 0,03 -25,67 0,00 7,33 0,03 28,94 0,87 22,43 0,40 1 1 0

19-

may-

18

ADCB Quebrada Santa

Elena

7,61 0,05 -25,67 0,58 8,19 0,01 2,32 0,11 21,93 0,71 1 1 1


Elena

7,81 0,08 -32,67 1,53 7,48 0,04 3,52 0,22 23,97 0,93 1 1 1


Elena

7,73 0,00 -28,00 0,00 6,92 0,01 84,75 2,54 24,23 0,67 1 1 1


Elena

7,67 0,00 -27,67 2,08 6,58 0,03 77,13 1,09 27,50 0,89 1 1 0




ARM(+100) Río Marcabelí 7,52 0,02 -16,00 0,00 6,39 0,07 7,58 0,18 26,50 0,17 1 1 1

40

Tabla 8. Datos promedios del mes de junio, se observan exclusivamente las muestras que indicaron ser positivas a la presencia de antibióticos. La presencia y ausencia de

antibióticos esta dado por 1 presencia y 0 ausencia Los valores negativos [mV] corresponden al Potencial Oxido Reducción.

Fec

ha


ptación

pH mV Oxígeno

Disuelto[mg/l]

Turbidez [NTU] Temperatura [°C] Antibióti

cos

Prome

dio

Desv.Est

and

Prome

dio

Desv.Est

and

Prome

dio

Desv.Est

and

Prome

dio

Desv.Est

and

Prome

dio

Desv.Est

and

B S T

15-

jun-

18



ARP(-100) Río Piñas 7,91 0,00 -37,67 0,58 9,47 0,02 7,30 0,83 18,87 0,40 1 0 1

ARP(+100) Río Piñas 7,91 0,01 -39,67 0,58 9,10 0,08 15,15 1,78 20,73 0,15 1 1 0

14-

jun-

18

ADCB Quebrada Santa

Elena

7,66 0,09 -27,00 0,00 8,53 0,23 0,39 0,07 22,73 1,21 1 1 0


Elena

7,85 0,04 -33,67 0,58 8,13 0,02 0,10 0,02 25,27 0,72 1 1 1


Elena

7,57 0,01 -24,33 3,21 8,32 0,05 8,58 0,48 23,77 0,35 1 1 0


Elena

7,60 0,09 -18,67 0,58 8,54 0,04 5,97 1,81 23,37 0,46 1 1 1





41

Tabla 9. Datos promedios del mes de junio, se observan exclusivamente las muestras que indicaron ser positivas a la presencia de antibióticos. La presencia y ausencia de

antibióticos esta dado por 1 presencia y 0 ausencia. Los valores negativos [mV] corresponden al Potencial Oxido Reducción.

Fec

ha


ptación

pH mV Oxígeno

Disuelto[mg/l]


[°C]

Antibióti

cos

Prome

dio

Desv.Est

and

Prome

dio

Desv.Est

and

Prome

dio

Desv.Est

and

Prome

dio

Desv.Est

and

Prome

dio

Desv.Est

and

B S T

3-

ago-

18



ARP(-100) Río Piñas 7,76 0,00 -31,00 0,00 4,85 0,01 17,93 1,78 27,53 2,66 1 1 1

ARP(+100) Río Piñas 7,57 0,18 -28,00 1,00 5,85 0,02 13,61 1,03 21,77 0,21 1 1 0

4-

ago-

18

ADCB Quebrada Santa

Elena

7,59 0,24 -28,33 0,58 8,25 0,07 0,79 0,12 20,27 0,32 1 1 1


Elena

7,60 0,04 -10,67 4,04 7,80 0,04 0,24 0,26 21,87 0,31 1 1 1


Elena

7,36 0,04 -13,67 1,53 4,67 0,00 4,97 0,23 23,03 1,71 1 1 1


Elena

7,62 0,01 -20,00 1,00 5,32 0,17 1,68 0,13 24,20 0,69 1 1 1





42

5.1.1 Relaciones Parámetros de Calidad vs Tiempo

5.1.1.1 pH vs. Tiempo

El pH medido en la zona de estudio se encuentra dentro de un rango que va

desde 7,94 a 7,05. Dentro de dicho rango las tetraciclinas y sulfamidas se

mantienen estables en el agua y activas biológicamente (Montes de Campo,

2015). (Cuñat & Ruiz, 2016). Los valores altos encontrados en el área de

estudio se detallan en la Figura 9:

Figura 9. Gráfica correspondiente a la relación pH y el tiempo durante los meses de estudio.

Elaborado por: Silva, A. 2019.

5.1.1.2 Temperatura vs. Tiempo

Los efectos adversos de los antibióticos dependen de las condiciones

ambientales (pH y temperatura) del tipo de antibiótico, la concentración y el

tiempo de exposición (Cuñat & Ruiz , 2016). Habiendo muestreado una vez al

mes durante 4 meses, se determinaron datos de temperatura en los puntos de

las distintas zonas, ríos y quebradas de los tres cantones Balsas, Marcabelí y

43

Piñas, se determinó un promedio de todas las temperaturas medidas, los valores

variaron por el tiempo del año, altitud, relieve y por las horas que se tomó las

muestras. Por este motivo los meses de abril y mayo se presentaron como los

más calurosos en los cantones Balsas y Marcabelí con valores desde los 20°C

a 30°C, siendo el día más caluroso el 30 de abril del 2018. Mientras que para

el Cantón Piñas el mes de agosto fue el más caluroso del año, con niveles de

21°C a 27°C, dándose como el 3 de agosto del 2018 como el día más caluroso.

Esto se puede observar en la Figura 10:

Figura 10. Gráfica que proporciona la relación de la temperatura y el tiempo durante los

meses de estudio.


5.1.1.3 Potencial Oxido Reducción vs. Tiempo.

En la Figura 11 se puede evidenciar los valores altos encontrados de

conductividad durante los meses de estudio realizado en los tres cantones. Se

establece que el potencial oxido reducción no es un parámetro que se relacione

con el estudio de antibióticos, ya que son mediciones utilizadas para determinar

44

la calidad y desinfección del agua potable en relación para el agua destinada al

consumo humano (Jimenez, Rodriguez , & Acosta , 2009, pág. 41)

Figura 11. Gráfica que proporciona la relación de los valores de potencial oxido reducción

altos y el tiempo durante los meses de estudio.


5.1.1.4 Oxígeno Disuelto (mg/l) vs. Tiempo.

Los datos de oxígeno disuelto se evidencian en la Figura 12 donde se

encuentran los valores más altos obtenidos en los meses de estudio. Los valores

de oxígeno disuelto fueron de 4,68 a 9.47 [mg/l] que se encuentran dentro de

niveles óptimos para el desarrollo de la vida acuática. Además de que los

valores de oxígeno disuelto sirven para evaluar los efectos ante posibles

potenciales agentes contaminantes, pero no para los antibióticos que se

encuentran dentro de los contaminantes emergentes (Rivera, Encina, Muñoz-

Pedreros, & Mejias, 2004).

45

Figura 12. Gráfica que proporciona la relación de los valores altos de oxígeno disuelto y el

tiempo durante los meses de estudio.


5.1.1.5 Relación Turbidez (NTU) – Tiempo

En la Figura 13 se puede evidenciar los valores altos encontrados de

turbidez durante los meses de estudio realizado en los tres cantones. Se

establece que los niveles de turbidez pueden proteger a los microorganismos

de los efectos de desinfección, estimular la proliferación de bacterias y

aumentar la demanda de cloro (Marcó, Azario, Metzler, & García, 2004). Los

valores encontrados en el área de estudio fueron: 0.09 a 84,75 [NTU], son

concentraciones que se encuentran dentro del límite permisible: 100 [NTU],

según la Norma de calidad ambiental y de descarga de efluentes: Recurso agua,

del Libro VI del Texto Unificado de Legislación Secundaria del Ministerio del

Ambiente., Anexo 1 pp. 295, (2015)

46

Figura 13. Gráfica que proporciona la relación de los valores altos de turbidez y el tiempo

durante los meses de estudio.


5.2 Resultados Análisis Microbiológico

Una vez aplicado los métodos de siembra y cultivo para el estudio microbiano del

agua potable y residual de los tres cantones, se detallan por meses a continuación los

resultados obtenidos de UFC en las Tablas de la 10 a la 12:

Tabla 10 Crecimiento y conteo de la unidad formadora de colonias, con sus respectivas diluciones del

mes de mayo.

Unidades Formadoras de Colonia

20 de mayo UFC

Puntos Captación/Quebrada/Río 100 10-1 10-2 TOTAL UFC/ml

Cantón Balsas

ADCB Captación Santa Elena 118 0 0 118

ADCB(+100) Quebrada Santa Elena 27 0 0 27

ARB(-100) Quebrada Santa Elena 0 0 31 15500

ARB(+100) Quebrada Santa Elena 0 0 0 0

Cantón Marcabelí

ADCM Quebrada El Caucho 49 - - 49

ADCM(+100) Quebrada El Caucho 60 - - 60

ARM(-100) Quebrada El Caucho 0 0 0 0

ARM(+100) Río Marcabelí 0 0 13 6500

Cantón Piñas

19 de mayo

ADCP Captaciones Piñas 0 0 0 0

ADCP(+100) Captaciones Piñas 78 - - 78

ARP(-100) Río Piñas 0 0 0 0

ARP(+100) Río Piñas 0 0 0 0 Elaborado por: Silva A. 2019

47

Tabla 11. Crecimiento y conteo de la unidad formadora de colonias, con sus respectivas diluciones

del mes de junio.

Elaborado por: Silva A. 2019


15 de junio UFC

Puntos Río/

Captación

100 10-1 10-2 10-3 10-4 10-5 10-6 TOTAL

(UFC/ml)

Cantón Balsas

ADCB Captación

Santa Elena

0 91 0 0 0 0 0 9,10x103

ADCB(+100) Quebrada

Santa Elena

0 45 0 0 0 0 0 4,50x103

ARB(-100) Quebrada

Santa Elena

0 0 0 0 0 80 0 1,33x108

ARB(+100) Quebrada

Santa Elena

0 0 0 0 0 78 79 1,45x109

Cantón Marcabelí

ADCM Quebrada El

Caucho

0 88 0 0 0 0 0 8,80x103

ADCM(+100) Quebrada El

Caucho

0 219 0 0 0 0 0 2,19x104

ARM(-100) Quebrada El

Caucho

0 0 0 0 0 103 20 5,05x108

ARM(+100) Río

Marcabelí

0 0 0 0 0 0 71 1,18x109

Cantón Piñas

14 de junio

ADCP Captaciones

Piñas

0 91 0 0 0 0 0 9,10x103

ADCP(+100) Captaciones

Piñas

0 45 0 0 0 0 0 4,50x103

ARP(-100) Río Piñas 0 0 0 0 0 80 0 1,33x108

ARP(+100) Río Piñas 0 0 0 0 0 78 79 1,45x109

48

Tabla 12. Crecimiento y conteo de la unidad formadora de colonias, con sus respectivas diluciones

del mes de agosto.


4 de agosto UFC

Puntos Río/

Captación

100 10-1 10-2 10-3 10-4 10-5 10-6 TOTAL

(UFC/ml

)

Cantón Balsas

ADCB Captación

Santa Elena

213 36 0 0 0 0 0 3,81x103

ADCB(+100) Quebrada

Santa Elena

20 45 0 0 0 0 0 4,52x103

ARB(-100) Quebrada

Santa Elena

0 44 0 0 0 0 0 4,40x103

ARB(+100) Quebrada

Santa Elena

0 0 0 0 0 183 0 3,05x108

Cantón Marcabelí

ADCM Quebrada El

Caucho

0 158 0 0 0 0 0 1,58x104

ADCM(+100) Quebrada El

Caucho

0 219 0 0 0 0 0 2,19x104

ARM(-100) Quebrada El

Caucho

0 0 0 0 0 72 0 1,20 x108

ARM(+100) Río

Marcabelí

0 0 0 0 0 28 0 4,67x107

Cantón Piñas

3 de agosto

ADCP Captaciones

Piñas

207 7 0 0 0 0 0 9,07x102

ADCP(+100) Captaciones

Piñas

0 0 0 0 0 0 0 0

ARP(-100) Río Piñas 0 0 0 0 0 11 0 1,83x107

ARP(+100) Río Piñas 0 0 0 0 0 31 0 5,17x107 Elaborado por: Silva A. 2019.

Las concentraciones altas de UFC encontradas en el agua potable y residual de las

tres ciudades, puede atribuirse a contaminación subterránea con aguas negras y por

excrementos de animales, esto concuerda con el estudio realizado por Salazar, Vadia

G.; Viteri, Ernesto C.;Suarez, (2018). La presencia de coliformes fecales no es

reportada con frecuencia por las empresas municipales, quienes no exigen y verifican

el cumplimiento de las normas existentes, con la finalidad de controlar la

contaminación de los recursos hídricos (Calles, Estévez, Ochoa, Izurieta, & Campaña,

2019).

49

5.2.1 Relación de las unidades formadoras de colonias [UFC]

En los diferentes puntos donde se realizó los análisis de los cantones Balsas

(quebrada Santa Elena), Marcabelí (quebrada Caucho y río Marcabelí) y Piñas (planta

potabilización Piñas Grande proveniente de las 7 vertientes y río Piñas), se efectúo

estudios microbiológicos que ayuden a determinar en qué punto se obtuvo mayor

crecimiento de microorganismos, comparando todos los puntos según el tipo de agua.

La cantidad de microorganismos encontrados en las zonas captación [ADCB,

ADCM y ADCP] de los distintos puntos muestreados, fue de 49 [UFC/ml] a

1,60x104[UFC/ml], esto determina que las concentraciones no se encuentran dentro

del límite permisible de 30 [UFC/ml], según la Tabla 1 de la Norma de calidad

ambiental y de descarga de efluentes: Recurso agua, del Libro VI del Texto Unificado

de Legislación Secundaria del Ministerio del Ambiente., Anexo 1 pp. 295, (2015).

Los puntos ADCM y ADCP ambos tienen mayor presencia de microorganismos

durante el mes de junio, siendo considerable en el punto ADCP; mientras que para el

cantón Balsas, el punto ADCB muestra mayor crecimiento de microorganismos

durante el mes de agosto, esto se detalla en la Figura 14.

50

Figura 14. Gráfico pertenecientes a la comparación de relación del tiempo y UFC en los puntos de

captación de las distintas ciudades.


La cantidad de microorganismos determinadas en el agua potable después de ser

tratada en las distintas plantas de las ciudades [ADCB (+100), ADCM (+100) y ADCP

(+100)], fue de 27 [UFC/ml] a 2,19x104 [UFC/ml], estas concentraciones no se

encuentran dentro del límite permisible de 30 [UFC/ml], según la Tabla 1 de la Norma

de calidad ambiental y de descarga de efluentes: Recurso agua, del Libro VI del Texto

Unificado de Legislación Secundaria del Ministerio del Ambiente., Anexo 1 pp. 295,

(2015).

Los puntos ADCB(+100) y ADCM(+100), en el mes de agosto ambos presentan mayor

crecimiento, siendo superior en el punto ADCM(+100). Mientras que para el cantón

Piñas el punto ADCP(+100) durante el mes de junio del 2018 se pudo evidenciar mayor

presencia de microorganismos, como se detalla en la Figura 15.

51

Figura 15. Gráfico pertenecientes a la comparación de relación del tiempo y UFC en los puntos de

agua potable, de las distintas ciudades.


La cantidad de microorganismos encontrados en las aguas residuales, a 100 metros

antes de los distintos camales municipales [ARB(-100), ARM(-100) y ARP(-100)], fue de

4,40 x103 [UFC/ml] a 9,62x108 [UFC/ml], estos cuerpos de agua al ser receptores no

deben presentar concentraciones de microorganismos ya que una remoción previa es

necesaria como se establece en la Tabla 12: Norma de calidad ambiental y de descarga

de efluentes: Recurso agua, del Libro VI del Texto Unificado de Legislación

Secundaria del Ministerio del Ambiente., Anexo 1 pp. 330, 2015. Los puntos con

mayor presencia fueron ARB(-100) ARM(-100) y ARP(-100) respectivamente, ambos

coinciden en el mes de junio, siendo superior en el punto ARP(-100), como se detalla en

la Figura 16.

52

Figura 16. Gráfico pertenecientes a la comparación de relación del tiempo y UFC en puntos de agua

residual, 100 metros antes de los camales municipales de los distintas ciudades.


La cantidad de microorganismos encontrados en las aguas residuales, a 100 metros

después de los camales municipales [ARB(+100), ARM(+100) y ARP(+100)], fue de

4,67x107 [UFC/ml] a 1,45x109 [UFC/ml] , estos cuerpos de agua al ser receptores no

deben presentar concentraciones de microorganismos como se establece en la Tabla

12 de la Norma de calidad ambiental y de descarga de efluentes: Recurso agua, del

Libro VI del Texto Unificado de Legislación Secundaria del Ministerio del Ambiente.,

Anexo 1 pp. 330, (2015). Los puntos con mayor presencia de microorganismos fueron

los ARB(+100) ARM(+100) y ARP(+100) respectivamente, ambos coinciden en el mes de

junio, siendo superior en el punto ARB(+100). Como se detalla en la Figura 17.

53

Figura 17. Gráfico pertenecientes a la comparación de relación del tiempo y UFC en puntos de agua

residual, 100 metros después de los camales municipales de los distintas ciudades.


Durante los meses de junio y agosto, mismos que corresponden a la época seca en

nuestra área de estudio; es donde pudimos encontrar las concentraciones con niveles

más elevados de microorganismos, esto debido a las actividades agrícolas-ganaderas

desarrolladas en las riveras. Además de las descargas urbanas y hospitalarias que se

da en el cuerpo hídrico, estas características se relaciona con el estudio elaborado por

Cocha (2011) donde, establece que los niveles de contaminación de la cuenca hídrica

se deben a los desechos orgánicos producidos por animales (ganado vacuno) en zonas

medias y altas de la subcuenca, mientras que en las zonas bajas y urbanas la

contaminación aumenta por descarga de aguas residuales, por lo cuál existe un

aumento considerable de la concentración de coliformes totales.

La utilización de métodos convencionales para el tratamiento del agua potable

realizado en las tres ciudades no es suficiente para la desinfección del agua, ya que

como afirma Cocha (2011), el grado de tratamiento de la fuente depende de la

naturaleza del contaminante y del nivel de contaminación fecal presente en el agua,

54

siendo tratada antes de su consumo sin tener elementos nocivos para la salud (Cevallos

& Vallejos, 2018).

5.3 Resultados de la Estimación de Antibióticos

5.3.1 Datos de la muestra “Blanco”

Se consideró primordial elaborar los datos de la muestra “blanco”, ya que desde

estos valores se pudo delimitar las curvas de calibración y las concentraciones para los

distintos resultados de banda, de los puntos muestreados en los tres cantones los

resultados de la muestra “blanco” se indica en la siguientes tablas de la 13 a la 15:

Para Betalactámicos:

Tabla 13. Correspondientes a las concentraciones [mg/l] de las bandas: roja, verde y azul para

betalactámicos.

Rojo Verde Azul

Media Concentración Media Concentración Media Concentración

94 10 160 10 191 10

123 1 147 1 181 1

129 0,1 182 0,1 202 0,1

139 0,01 123 0,01 164 0,01

166 0,001 151 0,001 181 0,001

178 0,0001 164 0,0001 158 0,0001

Adaptado de:Chicaiza Ramírez & Ramos López, (2018)

Para Sulfamidas:


sulfamidas.

Rojo Verde Azul


124 10 107 10 169 10

136 1 132 1 174 1

117 0,1 141 0,1 160 0,1

148 0,01 151 0,01 172 0,01

170 0,001 157 0,001 165 0,001

103 0,0001 170 0,0001 118 0,0001

Adaptado de:Chicaiza Ramírez & Ramos López, (2018)

55

Para Tetraciclinas:


tetraciclinas.

Rojo Verde Azul


121 1000 126 1000 169 1000

143 100 151 100 174 100

168 10 157 10 160 10

161 1 169 1 172 1

151 0,1 175 0,1 165 0,1

166 0,01 177 0,01 118 0,01

Elaborado por: Silva A. 2019.

5.3.2 Resultados de Curvas de Calibración

Una vez realizada la determinación de la muestra en “blanco”, se procedió a la

elaboración de curvas de calibración, que ayuden a la estimación de las

concentraciones de los antibióticos. Los coeficientes de correlación (R2) obtenidos de

la curva de calibración fueron 0,9648, 0,9484 y 0,8938 para betalactámicos, sulfamidas

y tetraciclinas, esto se compara con el estudio de Espinoza (2018) donde presentó un

coeficiente de correlación de 0,9977 para el estudio de sulfonamidas en leche cruda,

algo similar en la investigación de Giler Molina (2018) donde fue de 0.99903

afirmando que los valores R2 obtenidos próximo a 1 determinan su aceptabilidad.

Para los betalactámicos, se consideró los valores medios de la banda Roja siendo

estos los que tienen un orden adecuado con respecto a sus concentraciones, para

56

obtener la curva con su respectiva ecuación y R2 para el cálculo de concentraciones de

antibióticos, que se detalla en la Figura 18.

Figura 18. Obtención de la Curva de calibración de betalactámicos con las cantidades examinadas

de las imágenes del blanco.


Con su pertinente ecuación: y = 7E + 06e−0,139x, y su R² = 0,9648

En el caso de las sulfamidas, se consideró los valores medios de la banda verde

siendo estos los que siguen un orden adecuado con respecto a las concentraciones, para


antibióticos que se indica en la figura 10:

y = 7E+06e-0,139x

R² = 0,9648

-2

0

2

4

6

8

10

12

80 90 100 110 120 130 140 150 160 170 180

Co

nce

ntr

ació

n (

mg/

ml)

Media de banda

Curva de calibración Betalactámico (Banda Roja)

57

Figura 19. Obtención de la Curva de calibración de sulfamidas con las cantidades examinadas de las

imágenes del blanco.


Con su respectiva ecuación: y = 2E + 10e−0,191x, y su R² = 0,9484.

Finalmente, para las tetraciclinas se consideró los valores medios de la banda verde

siendo estos los que siguen un orden adecuado con respecto a las concentraciones, para


antibióticos que se detallan en la figura 11:

y = 2E+10e-0,191x

R² = 0,9484

-2

0

2

4

6

8

10

12

100 110 120 130 140 150 160 170 180

Co

nce

ntr

ació

n (

mg/

ml)

Media de banda

Curva de calibración Sulfamida (Banda Verde)

58

Figura 20. Obtención de la Curva de calibración de tetraciclinas con las cantidades examinadas de

las imágenes del blanco.


Con su respectiva ecuación: y = 2E + 15e−0,212x, y su R² = 0,8938.

Una vez realizadas las curvas se procede a calcular las concentraciones de antibióticos

para cada muestra.

5.3.3 Resultados de la estimación de antibióticos

Una vez realizado el cálculo de las respectivas ecuaciones de las distintas curvas de

calibración, se estimó la concentración de las muestras positivas de betalactámicos,

sulfamidas y tetraciclinas, aplicando el mismo método que se realizó para el “blanco”,

se puede observar las bandas de detección en el (Anexo 9) y los resultados de

concentración a continuación en la Tablas 16 a la 19:

y = 2E+15e-0,212x

R² = 0,8938

-1

199

399

599

799

999

120 130 140 150 160 170 180 190 200

Co

nce

ntr

ació

n (

mg/

ml)

Media de banda

Curva de calibración Tetraciclina (Banda Verde)

59

Tabla 16. Concentración de antibióticos del mes de abril, de cada uno de los puntos muestreados que

dieron positivos.

MUESTREO N°1 Concentración [mg/l]

N° de

muestras

Código R G B Presencia Beta Tetra Sulfa

1 ADCB 139 149 180 B,S 2,85x10-2 - 8,74x10-3

2 ADCB(+100) 178 192 213 B,S,T 1,26x10-4 4,20x10-8 2,37x10-6

3 ARB(-100) 158 169 197 B,S 2,03x10-3 - 1,92x10-4

4 ARB(+100) 162 175 197 B,S,T 1,16x10-3 1,54x10-6 6,09x10-5

5 ADCM 121 128 160 B,S,T 3,47x10-1 3,28x10-2 4,82x10-1

6 ADCM(+100) 129 136 169 B,S 1,14x10-1 - 1,05x10-1

7 ARM(-100) 145 157 182 B,S,T 1,24x10-2 8,93x10-4 1,90x10-3

8 ARM(+100) 143 155 179 B,S,T 1,63x10-2 1,36x10-3 2,78x10-3

9 ADCP 158 169 194 B,S,T 2,03x10-3 5,51x10-6 1,92 x10-4

10 ADCP(+100) 177 191 210 B,S,T 1,45x10-4 5,19x10-8 2,87x10-6

11 ARP(-100) 152 164 192 B,T 4,67x10-3 1,59x10-5 -

12 ARP(+100) 172 185 207 B,S,T 2,90x10-4 1,85x10-7 9,02x10-6 Elaborado por: Silva, A. 2019.

Tabla 17. Concentración de antibióticos del mes de mayo, de cada uno de los puntos muestreados que

dieron positivos.

MUESTREO N°2

19 Y 20 mayo 2018 Concentración [mg/l]

N° de

muestras


1 ADCB 184 198 218 B,S,T 5,46x10-5 1,18x10-8 7,53x10-7

2 ADCB(+100) 204 175 204 B,S,T 3,39x10-6 1,54x10-6 6,09x10-5

3 ARB(-100) 153 165 192 B,S,T 4,06x10-3 1,29x10-5 4,11x10-4

4 ARB(+100) 150 158 190 B,S 6,17x10-3 - 1,57x10-3

5 ADCM 150 159 192 B,S 6,17x10-3 - 1,29x10-3

6 ADCM(+100) 163 175 204 B,S,T 1,01x10-3 1,5x10-6 6,09x10-5

7 ARM(-100) 142 152 183 B,S 1,87x10-2 - 4,93 x10-3

8 ARM(+100) 142 153 182 B,S,T 1,87x10-2 1,64x10-4 4,07x10-3

9 ADCP 160 170 202 B,S 1,54x10-3 - 1,58x10-4

10 ADCP(+100) 158 168 200 B,S 2,03x10-3 - 2,32x10-4

11 ARP(-100) 164 175 206 B,S 8,81x10-4 - 6,09x10-5

12 ARP(+100) 150 159 193 B,S 6,17x10-3 - 1,29 x10-3


60

Tabla 18. Concentración de antibióticos del mes de junio, de cada uno de los puntos muestreados que

dieron positivos.

MUESTREO N°3

14 y 15 junio 2018 Concentración [mg/l]

N° de

muestras


1 ADCB 145 153 190 B,S 1,24x10-2 - 4,07x10-3

2 ADCB(+100) 161 170 203 B,S,T 1,34x10-3 3,00x10-5 1,58x10-4

3 ARB(-100) 158 168 201 B,S 2,03x10-3 - 2,32x10-4

4 ARB(+100) 165 176 203 B,S,T 7,67x10-4 1,25x10-6 5,03x10-5

5 ADCM 167 178 206 B,S,T 5,81x10-4 8,18x10-7 3,43x10-5

6 ADCM(+100) 160 170 200 B,S 1,54x10-3 - 1,58x10-4

7 ARM(-100) 179 191 213 B,S,T 1,10x10-4 5,19x10-8 2,87x10-6

8 ARM(+100) 147 155 186 B,S,T 9,36x10-3 1,07x10-4 2,78x10-3

9 ADCP 137 146 181 B,S,T 3,76x10-2 7,22x10-4 1,55x10-2

10 ADCP(+100) 157 169 199 B,S,T 2,33x10-3 5,51x10-6 1,92x10-4

11 ARP(-100) 160 171 199 B,T 1,54x10-3 3,61x10-6 -

12 ARP(+100) 141 150 184 B,S,T 2,15x10-2 3,09x10-4 7,22x10-3


Tabla 19.Concentración de antibióticos del mes de agosto, de cada uno de los puntos muestreados

que dieron positivos.

MUESTREO #4

3 Y 4 agosto 2018 Concentración [mg/l]

N° de

muestras


1 ADCB 150 160 194 B,S,T 6,17x10-3 3,71x10-5 1,07x10-3

2 ADCB(+100) 142 151 186 B,S,T 1,87x10-2 2,50x10-4 5,96x10-3

3 ARB(-100) 162 174 200 B,S,T 1,16x10-3 1,91x10-6 7,37x10-5

4 ARB(+100) 156 168 195 B,S,T 2,68x10-3 6,81x10-6 2,32x10-4

5 ADCM 148 156 192 B,S,T 8,14x10-3 1,30x10-11 2,30x10-3

6 ADCM(+100) 163 173 203 B,S,T 1,01x10-3 2,36x10-6 8,93x10-5

7 ARM(-100) 127 131 172 B,S 1,51x10-1 - 2,72x10-1

8 ARM(+100) 147 156 189 B,S 9,36x10-3 - 2,30x10-3

9 ADCP 138 145 192 B,S 3,27x10-2 - 1,88x10-2

10 ADCP(+100) 116 120 169 B,S 6,96x10-1 - 2,22

11 ARP(-100) 165 177 211 B,S,T 7,67x10-4 1,01x10-6 4,16x10-5

12 ARP(+100) 147 155 195 B,S 9,36x10-3 - 2,78x10-3


Los resultados de este estudio muestran la presencia de antibióticos tanto en las

zonas de captación y descarga debido a los residuos generados en las actividades

agrícolas, ganaderas, avícolas y porcícolas, desarrolladas en las riveras de los tres

cantones, estos resultados concuerdan con el estudio realizado por los autores Lara,

del Olmo-Iruela, Cruces-Blanco, Quesada-Molina, & García-Campaña (2012), donde

61

la presencia de antibioticos consumidos por humanos y animales se introducen

continuamente al medio acuático por las diferentes descargas de aguas residuales

domésticas, farmacéuticas, escorrentías de animales, granjas y compost de estiercol

animal utilizados en la agricultura.

La diferenciación de antibioticos provenientes de granjas animales tiene un gran

impedimento para su diferenciación, ya que como se afirma en el estudio de Máttar,

Calderón, Sotelo, & Sierra (2009), en muchas granjas utilizan antibióticos de uso

humano en animales, ya que su costo es menor a los distribuidos para la medicina

animal.b

Las concentraciones estimadas de betaláctamicos en agua potable se encontró en

Piñas (ADCP) con una estimación de 6,96x10-1[mg/l] en el mes de agosto, seguido de

Marcabelí (ADCM) con 3,47x10-1[mg/l] en el mes de abril al igual que Balsas (ADCB)

con una concentración de 2,85x10-2[mg/l], con lo que respecta al agua residual las más

altas fue en Marcabelí (ARM(-100)) con 1,51x10-1 [mg/l] en el mes de agosto, en Piñas

(ARP(+100)) 2,85x10-2 [mg/l] en junio y en Balsas (ARB(+100)) 6,17x10-3[mg/l] en mayo.

Las concentraciones estimadas de sulfamidas en agua potable se encontró en Piñas

(ADCP(+100)) con una estimación de 2,22 [mg/l] en el mes de agosto, seguido de

Marcabelí (ADCM) con 4,82x10-1[mg/l] en el mes de abril al igual que Balsas (ADCB)

con una concentración de 8,74x10-3 [mg/l], con lo que respecta al agua residual las más

altas fue en Marcabelí (ARM(-100)) con 2,72x10-1 [mg/l] en el mes de agosto, en Piñas

(ARP(+100)) 7,22x10-3 [mg/l] en junio y en Balsas (ARB(+100)) 1,57x10-3[mg/l] en mayo.

Las concentraciones estimadas de tetraciclinas en agua potable se encontró en

Marcabelí (ADCM) con una estimación de 3,28 x10-2[mg/l] en el mes de abril, seguido

de Piñas (ADCP) con 7,22x10-4 [mg/l] en el mes de junio, en Balsas (ADCB(+100)) con

62

una concentración de 2,50x10-4 [mg/l] en el mes de agosto, con lo que respecta al agua

residual las más altas fue en Marcabelí (ARM(+100)) con 1,36x10-3 [mg/l] en el mes de

abril, en Piñas (ARP(-100)) 3,09x10-4 [mg/l] en junio y en Balsas (ARB(-100)) 1,29x10-

5[mg/l] en mayo.

Los trabajos realizados por Torres (2015) y Guamán & Noemi (2019) son estudios

similares, pero realizado en muestras de leche cruda, con respecto a la detección

tetraciclina y betalactámicos (oxitetraciclina), donde a través de las normas y límites

permisibles establecidos para los productos lácteos y alimentos, se puede predecir el

riesgo que tienen en la salud humana, sin embargo no existe una normativa a nivel

local, regional o internacional que describa los posibles daños que puedan ocasionar

en los cuerpos hídricos.

5.3.3.1 Relación concentración vs tiempo

5.3.3.1.1 Antibióticos Betalactámicos

La presencia de betalactámicos en todas las muestras realizadas durante los

meses de estudio, podría deberse al uso indiscriminado de este antibiótico,

mismo que se utiliza para afecciones del ganado; este es excretado del

organismos del animal cuando no es asimilado por completo, esto se puede

confirmar con el estudio realizado en industrias lácteas por los autores Motta,

Gamarra, Benavides, & Roque (2009), quienes afirman que la mayoría de

granjeros tratan infecciones en el ganado utilizando antibióticos de espectro

dominante sobre las bacterias gram positivas de comportamiento

tiempo/dependiente como lo son los Betalactámicos, utilizados para el

tratamiento de mastitis en el ganado vacuno.

63

Es importante considerar que el Kit AuroFlowTM tiene mayor alcance de

detección con el grupo de betalactámicos que son 14, por esta razón tendrá

mayor amplitud de detección para este tipo de antibiótico; por otro lado, son 3

tetraciclinas y 11 sulfonamidas. Esto también dependerá del tipo de kit a usarse

porque existe el TriSensor utilizado por el autor Sisalima (2009), para la

detección de residuos antibióticos en leche donde detecta 13 betalactámicos, 4

tetraciclinas y 11 sulfonamidas.

La presencia de Betalactámicos en las zonas o tomas de captación de los

distintos puntos muestreados [ADCB, ADCM y ADCP], permitió observar que

para el cantón Balsas y Marcabelí en los puntos ADCB y ADCM

respectivamente coinciden en el mes de abril donde, se presentó una cantidad

considerable de residuos betalactámicos, con una concentración mayor en el

punto ADCM. Mientras que para el cantón Piñas el punto ADCP en junio es

donde existió mayor cantidad de este antibiótico, como se detalla en la Figura

21.

64

Figura 21. Gráfico pertenecientes a la comparación de relación del tiempo y concentración

de betalactámicos en los puntos de captación de las distintas ciudades.


La presencia de Betalactámicos en el agua potable después de ser tratada en

las distintas plantas de las ciudades [ADCB(+100), ADCM(+100) y ADCP(+100)]

permitió observar que para el cantón Balsas y Piñas en los puntos ADCB(+100)

y ADCP(+100) respectivamente coinciden en el mes de agosto, donde se presentó

una cantidad considerable de residuos betalactámicos, con una concentración

mayor en el punto ADCP(+100), mientras que para el cantón Marcabelí el punto

ADCM(+100) en el mes abril es donde existió mayor cantidad de este antibiótico.

Esto se observa en la Figura 22.

65


de betalactámicos en los puntos de agua potable, de las distintas ciudades.


La presencia de Betalactámicos en las aguas residuales o servidas 100

metros antes de los distintos camales municipales de cada una de las ciudades

[ARB(-100), ARM(-100) y ARP(-100)], permitió observar que en diferentes meses

se presentaron niveles altos de betalactámicos, es decir que para Balsas el punto

ARB(-100) se dio en mayo, mientras que para Marcabelí el punto ARM(-100) fue

en agosto y para Piñas el punto ARP(-100) fue en abril, como se detalla en la

Figura 23.

66


de betalactámicos en puntos de agua residual, 100 metros antes de los camales municipales

de los distintas ciudades.


La presencia de Betalactámicos en las aguas residuales o servidas, 100

metros después de los distintos camales municipales de cada ciudad [ARB(+100),

ARM(+100) y ARP(+100)], permitió observar que para el cantón Balsas y

Marcabelí, en los puntos ARB(+100) y ARM(+100) respectivamente coinciden en

el mes de mayo, donde se presentó una cantidad considerable de residuos

betalactámicos, con una cantidad mayor en el punto ARM(+100), mientras que

para el cantón Piñas el punto ARP(+100) fue en junio donde existió mayor

cantidad de este antibiótico, como se detalla en la Figura 24.

67


de betalactámicos en puntos de agua residual, 100 metros después de los camales municipales



5.3.3.1.2 Antibióticos Sulfamidas

Una vez realizado el estudio se determinó que la presencia de sulfamidas en

el agua, se debe a las heces de los animales, las cuales poseen altas

concentraciones de este antibiótico que son excretados al cuerpo de agua o

muchas de las veces los excrementos son utilizados como fertilizantes en la

agricultura, infiltrándose en las aguas subterráneas, esto se afirma en el estudio

elaborado por los autores Hernández-Barrera, Angarita-Merchán, & Prada-

Quiroga (2017) donde, dice que en especies animales de producción pueden

excretar intacto el antibiótico hasta el 30% y 90% de este.

68

La presencia de Sulfamidas en las zonas o tomas de captación de los

distintos puntos muestreados [ADCB, ADCM y ADCP], permitió observar que

para el cantón Balsas y Marcabelí en los puntos ADCB y ADCM

respectivamente coinciden en el mes abril donde se presentó una cantidad

considerable de residuos de sulfamidas, con una concentración mayor en el

punto ADCM; mientras que para el cantón Piñas el punto ADCP, en agosto es

donde existió mayor cantidad de este antibiótico, como se detalla en la Figura

25.


de sulfamidas en los puntos de captación de las distintas ciudades.


La presencia de Sulfamidas en el agua potable después de ser tratada en las

distintas plantas de las ciudades [ADCB (+100), ADCM (+100) y ADCP (+100)],

permitió observar que para el cantón Balsas y Piñas en los puntos ADCB(+100)

y ADCP(+100) respectivamente coinciden en el mes de agosto, presentando una

cantidad considerable de residuos de sulfamidas, con una concentración mayor

69

en el punto ADCP(+100), mientras que para el cantón Marcabelí el punto

ADCM(+100) en el mes abril, donde existió mayor cantidad de este antibiótico.

Esto se observa en la Figura 26.


de sulfamidas en los puntos de agua potable, de las distintas ciudades.


La presencia de Sulfamidas en las aguas residuales a 100 metros antes de

los distintos camales municipales [ARB(-100), ARM(-100) y ARP(-100)], permitió

observar que en diferentes meses se presentaron niveles altos de concentración,

es decir que para Balsas el punto ARB(-100) se dio en mayo, mientras que para

Marcabelí el punto ARM(-100) fue en agosto y para Piñas el punto ARP(-100) fue

en mayo, ya que en los meses de abril y junio no se encontraron residuos de

este antibiótico, como se detalla en la Figura 27.

70


de betalactámicos en puntos de agua residual, 100 metros antes de los camales municipales



La presencia de Sulfamidas en las aguas residuales, a 100 metros después

de los distintos camales municipales [ARB(+100), ARM(+100) y ARP(+100)],

permitió observar que para el cantón Balsas y Marcabelí, en los puntos

ARB(+100) y ARM(+100) respectivamente, coinciden en el mes de mayo donde se

presentó una cantidad considerable de residuos de sulfamidas, con elevada

concentración en el punto ARM(+100), mientras que para el cantón Piñas, el

punto ARP(+100), fue en junio donde existió mayor cantidad de este antibiótico,

como se detalla en la Figura 28.

71


de betalactámicos en puntos de agua residual, 100 metros después de los camales municipales



5.3.3.1.3 Antibióticos Tetraciclinas:

Una vez que se realizó el estudio se observó que la presencia de tetraciclinas

es mínima y muy dispersa en el área de estudio, a pesar de ser utilizadas

ampliamente en medicina humana y veterinaria, principalmente como

promotores del crecimiento en animales de producción y aplicadas en la

agricultura (Jara, 2007). La baja concentración de este antibiótico estaría

relacionado con el pH neutro encontrado en los tres cantones, ya que como

afirma el autor Acevedo (2014), que estas son estables a pH ácidos y muy

sensibles a pH básicos, además asegura que su acumulación y absorción se da

principalmente en la superficie del suelo, por lo que es poco probable que sean

encontrados en cuerpos superficiales de agua.

72

La presencia de Tetraciclinas en las zonas de captación de los puntos

muestreados [ADCB, ADCM y ADCP], permitió observar que, en diferentes

meses se presentaron niveles dispersos de tetraciclinas, comenzando por el

cantón Balsas donde el punto ADCB, en el mes de agosto existió una

concentración alta, la más baja se da en mayo, ya que en los meses de abril y

junio no se encontraron residuos de tetraciclinas. Para el cantón Marcabelí el

punto ADCM en el mes abril, se tuvo una concentración alta de este antibiótico,

la más baja se encontró en junio, ya que los meses de mayo y agosto no se tuvo

registro de residuos de tetraciclinas. Finalmente, para el cantón Piñas el punto

ADCP en abril es donde existió registro mínimo de este antibiótico y la

concentración alta se dio en junio, mientras que en los meses de mayo y agosto

no se encontró residuos de tetraciclinas, esto se indica en la Figura 29.


de Tetraciclinas en los puntos de captación de las distintas ciudades. No se considera el punto

ADCB en los meses abril y junio por que el valor fue de 0, el punto ADCM en cambio tuvo

valores de 0 en los meses de mayo y agosto, y finalmente el punto ADCP en el mes de mayo y

agosto tuvo valores de 0 por lo cual no se considera en estos meses esos valores.


73

La presencia de Tetraciclinas en el agua potable después de ser tratada en

las plantas de las ciudades [ADCB (+100), ADCM (+100) y ADCP (+100)], permitió

observar que para el cantón Balsas y Marcabelí los puntos ADCB(+100) y

ADCM(+100) respectivamente, coinciden que el mes de agosto es donde se

presentó una cantidad considerable de residuos de tetraciclinas, con mayor

concentración en el punto ADCB(+100), mientras que para el cantón Piñas, el

punto ADCP(+100) es en junio es donde existió mayor cantidad de este

antibiótico; además, en el punto ADCM(+100) no se registró tetraciclinas en los

meses de abril y junio, y para el punto ADCP(+100) fueron los meses de mayo y

agosto, esto se observa en la Figura 30.


de tetraciclinas en los puntos de agua potable, de las distintas ciudades. En el punto

ADCM(+100) no se considera los meses de abril y junio donde tuvieron valores de 0, de igual

forma el punto ADCP(+100) en los meses de mayo y agosto presentaron valores de 0.


La presencia de Tetraciclinas en las aguas residuales, a 100 metros antes de

los camales municipales [ARB(-100), ARM(-100) y ARP(-100)], permitió observar

que en diferentes meses se presentaron niveles altos de tetraciclinas. Es decir

que para Balsas el punto ARB(-100) es en mayo donde se tuvo una concentración

74

mayor de antibiótico, y el más bajo se presentó en el mes de agosto, por otra

parte, los meses de abril y junio no se mostró presencia de este antibiótico.

Para Marcabelí el punto ARM(-100) en abril, es donde existió mayor

concentración de antibiótico y el más bajo fue en el mes de junio, los meses

restantes que son mayo y agosto no indicaron niveles de tetraciclinas;

finalmente, para Piñas el punto ARP(-100) en abril, es donde se determinó la

mayor concentración y la menor en el mes agosto, mientras el mes de mayo es

el único mes donde no se registró residuos de tetraciclinas. Como se detalla en

la Figura 31.


de tetraciclinas en puntos de agua residual, 100 metros antes de los camales municipales de

los distintas ciudades. El punto ARB(-100) en los meses de mayo y junio los valores fueron de 0,

por lo cual no se los considera. El punto ARM(-100) en los meses de mayo y agosto sus valores

fueron de 0, por lo cual no son tomados en cuenta. Finalmente en el punto ARP(-100) únicamente

en el mes de mayo se dio el valor de 0.


La presencia de Tetraciclinas en las aguas residuales, a 100 metros después

de los camales municipales [ARB(+100), ARM(+100) y ARP(+100)], permitió

75

observar que, en diferentes meses se presentaron niveles altos de tetraciclinas,

es decir que para Balsas el punto ARB(+100) es en agosto donde se tuvo una

cantidad mayor de antibiótico, y el más bajo se presentó en el mes de abril,

siendo únicamente el mes de mayo donde no se encontró este antibiótico. Para

los cantones Marcabelí y Piñas los puntos ARM(+100) y ARP(+100)

respectivamente coinciden en junio del 2018, done existió una concentración

considerable de tetraciclinas, con mayor presencia en el punto ARP(+100). El

punto ARP(+100) no presentó residuos de este antibiótico en los meses de mayo

y agosto, mientras que el punto ARM(+100) fue en el mes de agosto, esto se

observa en la Figura 32.


de tetraciclinas en puntos de agua residual, 100 metros después de los camales municipales

de los distintas ciudades. En el punto ARB(+100) en el mes de mayo se determinó el valor de 0,

por ese motivo no se considera en este mes, en el punto ARM(+100) se obtuvieron valores de 0

en el mes de agosto, por lo cual no se considera para este mes. Finalmente el punto ARP(+100)

no se considera en el mes de mayo y agosto donde los valores fueron de 0, por lo cual no se

considera para estos meses.


76

5.3.4 Resultados de mapas ilustrativos.

De acuerdo a las concentraciones estimadas de los antibióticos se elaboró mapas

ilustrativos, que permita ver el comportamiento y distribución de estos, en los distintos

ríos, quebradas y zonas de captaciones de los cantones Balsas, Marcabelí y Piñas, esto

tipo de investigación concuerda con el estudio realizado por Pérez & Pacheco (2004)

donde por medio de el uso de Sistemas de Información Geográfica se diseño mapas de

vulnerabilidad y de la distribución espacial con lo que respecta a concentraciones de

nitratos, al igual que el estudio realizado por Chinchihualpa (2018) donde por medio

de está herramienta obtuvo resultados de vulnerabilidades de contaminantes en el

recurso hídrico estudiado.

5.3.4.1 Condición de la Presencia de los Antibióticos Betalactámicos:

La condición de la presencia de betalactámicos en Balsas se indica en el

gráfico descripto en el (Anexo 10), estableciendo muy altas en los puntos

ADCB y ADCB(+100) y bajas en los puntos ARB(-100) y ARB(+100).

La estimación de cómo sería el esparcimiento de este antibiótico, se

determinó menor concentración en el agua potable y en las zonas de descarga

en los siguientes puntos ADCB(+100) ARB(-100) y ARB(+100), en ese orden

respectivamente. Mientras que la mayor concentración se presentó en la zona

de captación en el punto ADCB como se puede observar en el gráfico del

(Anexo 11).

La condición de la presencia de betalactámicos en Marcabelí, se estableció

muy alta en los puntos ADCM, ADCM(+100) y ARM(-100), concentraciones

medias en el punto ARM(+100) como se muestra en el gráfico del (Anexo 12).

77

La estimación de cómo sería el esparcimiento de este antibiótico, determinó

menor concentración en la vertiente proveniente de El Caucho es decir en el

punto ADCM y ARM(+100) respectivamente, mientras que mayor se presentó

en el agua potable de la zona central de la ciudad en el punto ADCM(+100) como

se muestra en el (Anexo 13).

La condición de la presencia de betalactámicos en Piñas, se estableció la

concentración muy alta en los puntos ADCP(+100) y ADCP, la baja se dio ARP(-

100) y las medias en el punto ARP(+100) como se puede observar en el gráfico del

(Anexo 14).

El esparcimiento de este antibiótico de mayor concentración se determinó

en los puntos ARP(-100) y ARP(+100) ambos pertenecientes al río Piñas, los

puntos ADCP y ADCP(+100) pertenecientes a lasas zonas de captación son los

de menor presencia como se detalla en el gráfico del (Anexo 15).

5.3.4.2 Condición de la Presencia de los Antibióticos Sulfamidas:

La concentración de sulfamidas para el cantón Balsas, se determinó altas en

los puntos ADCB y ADCB(+100) ambos provenientes de la vertiente Santa

Elena, mientras que medios se dio en el punto ARB(+100), y menores se presentó

en el punto ARB(-100), esto se encuentra detallado en el (Anexo 16).

El esparcimiento de este antibiótico, se concentró en mayor parte en el punto

ADCB, mientras que menor presencia se dio en los puntos ADCB(+100), ARB(-

100) y ARB(+100), esto se indica en el gráfico del (Anexo 17).

La condición de presencia de sulfamida en Marcabelí, se determinó altas

en los puntos ADCM y ARM(-100), ambos provenientes de la pequeña vertiente

El Caucho, mientras que valores medios se dio en el punto ADCM(+100), y

78

menores en el punto ARM(+100) perteneciente al Río Marcabelí como se puede

observar en el (Anexo 18).

El esparcimiento de este antibiótico, se dio en menor presencia en la zona

de captación de la pequeña vertiente El Caucho en el punto ADCM y en las

zonas de descarga de aguas servidas de la ciudad que son los puntos ARM(-100),

ARM(+100), mientras que mayor esparcimiento fue en el punto ADCB(+100),

proveniente del agua tratada de la pequeña vertiente Santa Elena, esto detallado

en el gráfico del (Anexo 19).

La condición de presencia de sulfamidas para los distintos puntos en Piñas,

se determinó concentraciones altas en los puntos ADCP(+100) y ADCP, los

valores medios en el punto ARP(+100), y valores de concentraciones menores se

encuentran en el punto ARP(-100), esto indicado en el gráfico del (Anexo 20).

El esparcimiento del antibiótico, se encontró en menor presencia en los

puntos ADCP, ADCP(+100) y ARP(-100), mientras que el mayor esparcimiento

se presentó en el punto ARP(+100), esto se encuentra detallado en el (Anexo 21).

5.3.4.3 Condición de la Presencia de los Antibióticos Tetraciclinas:

La condición de la presencia de tetraciclinas en Balsas, se determinó altos

en los puntos ADCB(+100) y ADCB, ambos de la pequeña vertiente de agua

Santa Elena, los valores medios en el punto ARB(+100), y bajos en el punto

ARB(-100) como se puede observar en el gráfico del (Anexo 22).

El esparcimiento de este antibiótico, en menor presencia fue en los puntos

ADCB, y ARB(-100) y ARB(+100), y mayor esparcimiento en el punto

ADCB(+100), esto se detalla en el gráfico del (Anexo 23).

79

La condición de presencia de tetraciclina para Maracabelí, se determinó

altos en los puntos ADCM y ARM(-100), medios en el punto ARM(+100), y

menores en el punto ARM(-100), como se observa en el gráfico del (Anexo 24).

El mayor esparcimiento de este antibiótico se presentó en el punto

ARM(+100), mientras que donde se encontró menor concentración fueron los

puntos ADCM, ADCM(+100) y ARM(-100), detallado de mejor forma en el

(Anexo 25).

Mientras que la condición de la presencia de tetraciclinas para Piñas, se

determinó altos en los puntos ADCP, ARP(+100) y bajos en los puntos

ADCP(+100) y ARP(-100), como se indica en el gráfico del (Anexo 26).

El mayor esparcimiento se dio en el punto ARP(-100) y los puntos ADCP,

ADCP(+100) y ARP(+100) son donde existió menor esparcimiento, esto detallado

de mejor forma en el (Anexo 27).

5.3.5 Concentración [UFC] ante la presencia de antibióticos.

El orden “x, y, z, a y b” pertenece a la secuencia de las pruebas que de manera única

validan los datos, al tener todas las variables existe mayor firmeza. Para establecer

una correlación con las variables se consideró el resultado de “p-value” obtenido en el

programa Rstudio se detalla en el (Anexo 28). Los resultados de la relación de UFC

(concentración/mililitro) con la presencia de antibióticos (betalactámicos, sulfamidas

y tetraciclinas), se obtuvo los siguientes valores de p-value: 0,6812 (UFC-

betalactámicos), 0,2659 (UFC-sulfamidas) y 0.5587 (UFC-tetraciclinas), estos

resultados son consistentes debido a que el autor Sánchez et al. (2003) consideró que

para el análisis estadístico de su estudio el p-value debe ser mayor a 0,05 (p>0,05),

para que la hipótesis nula sea aceptada, al igual que el estudio realizado por los autores

80

Rodríguez, Gauna, Martínez, Acevedo, & Romero (2012) donde estableció

correlaciones significativa negativa (p>0,05) para el estudio de coliformes totales con

nitratos encontrados en el agua.

Ya que no son tomados en cuenta estos datos, se los considera para valorar pruebas

no paramétricas, las que permiten analizar las distintas variables en relación con la

variable de obtención, esto a través de la siguiente codificación:

Figura 33. Programación para prueba no paramétrica de los datos en R Studio.

Elaborado por: Silva, A. (Rstudio, 2019).

A través de estas pruebas ya descritas se procede a elaborar gráficos de cajas y

bigotes que representen la relaciones entre variables. Específicamente lo que describen

las cajas son los datos que van de un primer a tercer cuartil, abarcando datos de 50%

que se acerquen a la mediana de cada rango de datos que es la línea negra, mientras

que las líneas exteriores representada como la desviación estándar, los datos no

esperados (atípicos) son las mediciones y puntos que se encuentran por fuera de las

barras. Se obtuvieron los siguientes gráficos:

81

Figura 34. Resultados gráficos del R Studio sobre la relación entre la presencia o no de

betalactámicos[mg/l] y la concentración de microorganismos [UFC/ml].


Figura 35. Resultados gráficos del R Studio sobre la relación entre la presencia o no de sulfamidas

[mg/l] y la concentración de microorganismos [UFC/ml].


82

Figura 36. Resultados gráficos del R Studio sobre la relación entre la presencia o no de

tetraciclinas[mg/l] y la concentración de microorganismos [UFC/ml].


5.3.6 Relación Tiempo, UFC y Antibióticos (betalactámicos, sulfamidas y

tetraciclinas):

Es importante considerar que la estimación de antibióticos y la cantidad de

microrganismos encontradas durante los meses de estudio, posiblemente no se

relacionen debido a que el ecosistema acuático muestreado es un sistema lótico, esto

concuerda con lo descrito por el autor Carreño (2015) donde denomina a estos sistemas

como ecosistemas ribereños en movimiento, que pueden ser corriente, cala, arroyo,

río, manantial, canal o riada y sus características es que desde la fuente de la

desembocadura tienen gases atmosféricos, turbidez, materiales disueltos, gradación de

temperatura longitudinal, el autor Teixeira (2007) dice que estos sistemas se ajustan al

ancho y profundad de acuerdo a su caudal y la carga de sedimentos que transportan,

por lo cual los cambios del suelo provocan alteraciones en la hidrogeología y

geomorfología de los mismos, además de impactar a nivel físico, químico y biológico

dañando la diversidad de hábitats y especies acuáticas.

83

5.3.6.1 Tiempo, UFC y Betalactámicos

Para esta relación de tiempo, UFC y Betalactámicos, se consideraron todos

los puntos muestreados, excepto los del mes de abril donde no existió la

presencia de UFC, por lo cual se encuentran únicamente los meses de mayo

junio y agosto, los valores se detallan mejor en la Tabla 20.

Tabla 20. Concentraciones de Betalactámicos y valores de UFC de los meses de mayo, junio

y agosto del 2018. Valores ordenados de mayor a menor en función de los betalactámicos.

PUNTOS TIEMPO MESES UFC B

ADCP(+100) 10 agosto 0,00 6,96x10-1

ARM(-100) 7 agosto 1,20x108 1,51x10-1

ADCP 9 junio 9,10x103 3,76x10-2

ADCP 9 agosto 9,07x102 3,27x10-2

ARP(+100) 12 junio 1,45x109 2,15x10-2

ARM(-100) 7 mayo 0,00 1,87x10-2

ARM(+100) 8 mayo 6,50x103 1,87x10-2

ADCB(+100) 2 agosto 4,52x103 1,87x10-2

ADCB 1 junio 9,10x103 1,24x10-2

ARM(+100) 8 junio 1,18x109 9,36x10-3

ARM(+100) 8 agosto 4,67x107 9,36x10-3

ARP(+100) 12 agosto 5,17x107 9,36x10-3

ADCM 5 agosto 1,58x104 8,14x10-3

ARB(+100) 4 mayo 0,00 6,17x10-3

ADCM 5 mayo 4,90x101 6,17x10-3

ARP(+100) 12 mayo 0,00 6,17x10-3

ADCB 1 agosto 3,81x103 6,17x10-3

ARB(-100) 3 mayo 1,55x104 4,06x10-3

ARB(+100) 4 agosto 3,05x108 2,68x10-3

ADCP(+100) 10 junio 4,50x103 2,33x10-3

ADCP(+100) 10 mayo 7,80x101 2,03x10-3

ARB(-100) 3 junio 1,33x108 2,03x10-3

ADCP 9 mayo 0,00 1,54x10-3

ADCM(+100) 6 junio 2,19x104 1,54x10-3

ARP(-100) 11 junio 1,33x108 1,54x10-3

ADCB(+100) 2 junio 4,50x103 1,34x10-3

ARB(-100) 3 agosto 4,40x103 1,16x10-3

ADCM(+100) 6 mayo 6,00x101 1,01x10-3

ADCM(+100) 6 agosto 2,19x104 1,01x10-3

ARP(-100) 11 mayo 0,00 8,81x10-4

ARB(+100) 4 junio 1,45x109 7,67x10-4

ARP(-100) 11 agosto 1,83x107 7,67x10-4

ADCM 5 junio 8,80x103 5,81x10-4

ARM(-100) 7 junio 5,05x108 1,10x10-4

ADCB 1 mayo 1,18x102 5,46x10-5

ADCB(+100) 2 mayo 2,70x101 3,39x10-6

Elaborado por: Silva, A. 2019

84

Con los valores mostrados en la Tabla 20 sirve para elaborar un graficó

tridimensional en el programa R Studio, que permite evidenciar que las

concentraciones de Betalactámicos son diferentes durante los meses de estudio,

independientemente del valor de UFC que se hayan presentado en cada uno de

los puntos del área de estudio. Es decir que los puntos ADCP(+100), ARM (-100)

y ADCP en el mes de agosto y junio es donde se encontraron los valores más

altos, con rangos que van desde 6,96x10-1[mg/l] a 3,76x10-2 [mg/l], esto se

indica en la Figura 37.

Figura 37. Gráfico tridimensional de R Studio sobre la relación entre el tiempo, valores de

UFC y la concentración de betalactámicos dentro de los meses de estudio mayo junio y agosto,

el mes de abril no se encuentra presente ya que no existió presencia de UFC.


5.3.6.2 Tiempo, UFC y Sulfamidas

Para esta relación de tiempo, UFC y sulfamidas, se consideraron todos los

puntos muestreados, excepto los del mes de abril donde no existió la presencia

de UFC, es por eso por lo que únicamente se encuentran los meses de mayo


85

Tabla 21. Concentraciones de Sulfamidas y de UFC de los meses de mayo, junio y agosto del

2018. Valores ordenados de mayor a menor en función de las sulfamidas.

PUNTOS TIEMPO MESES UFC S

ADCP(+100) 10 agosto 0,00 2,22

ARM(-100) 7 agosto 1,20x108 2,72x10-1

ADCP 9 agosto 9,07x102 1,88x10-2

ADCP 9 junio 9,10x103 1,55x10-2

ARP(+100) 12 junio 1,45x109 7,22x10-3

ADCB(+100) 2 agosto 4,52x103 5,96x10-3

ARM(-100) 7 mayo 0,00 4,93x10-3

ARM(+100) 8 mayo 6,50x103 4,07x10-3

ADCB 1 junio 9,10x103 4,07x10-3

ARM(+100) 8 junio 1,18x109 2,78x10-3

ARP(+100) 12 agosto 5,17x107 2,78x10-3

ADCM 5 agosto 1,58x104 2,30x10-3

ARM(+100) 8 agosto 4,67x107 2,30x10-3

ARB(+100) 4 mayo 0,00 1,57x10-3

ADCM 5 mayo 4,90x101 1,29x10-3

ARP(+100) 12 mayo 0,00 1,29x10-3

ADCB 1 agosto 3,81x103 1,07x10-3

ARB(-100) 3 mayo 1,55x104 4,11x10-4

ADCP(+100) 10 mayo 7,80x101 2,32x10-4

ARB(-100) 3 junio 1,33x108 2,32x10-4

ARB(+100) 4 agosto 3,05x108 2,32x10-4

ADCP(+100) 10 junio 4,50x103 1,92x10-4

ADCP 9 mayo 0,00 1,58x10-4

ADCB(+100) 2 junio 4,50x103 1,58x10-4

ADCM(+100) 6 junio 2,19x104 1,58x10-4

ADCM(+100) 6 agosto 2,19x104 8,93x10-5

ARB(-100) 3 agosto 4,40x103 7,37x10-5

ADCB(+100) 2 mayo 2,70x101 6,09x10-5

ADCM(+100) 6 mayo 6,00x101 6,09x10-5

ARP(-100) 11 mayo 0,00 6,09x10-5

ARB(+100) 4 junio 1,45x109 5,03x10-5

ARP(-100) 11 agosto 1,83x107 4,16x10-5

ADCM 5 junio 8,80x103 3,43x10-5

ARM(-100) 7 junio 5,05x108 2,87x10-6

ADCB 1 mayo 1,18x102 7,53x10-7

ARP(-100) 11 junio 1,33x108 0,00




concentraciones de sulfamidas son diferentes durante los meses de estudio,

independientemente del valor de las UFC que se hayan presentado en cada uno

86

de los puntos del área de estudio. Es decir que los puntos ADCP(+100), ARM(-

100) y ADCP en el mes de agosto fue donde se encontraron los valores más

altos, esto coincide con los puntos y meses de los betalactámicos, la diferencia

es la concentración de las sulfamidas que en estos meses fue desde 2,22 [mg/l]

a 1,88x10-2 [mg/l], esto se observa en la Figura 38.

Figura 38. Gráfico tridimensional de R Studio sobre la relación entre el tiempo, valores de

UFC y la concentración de sulfamidas dentro de los meses de estudio mayo junio y agosto, el

mes de abril no se encuentra presente ya que no existió presencia de UFC.


5.3.6.3 Tiempo, UFC y Tetraciclinas.

Para esta relación de tiempo, UFC y tetraciclinas, se consideraron todos los

puntos muestreados, excepto los del mes de abril donde no existió la presencia

de UFC, es por eso por lo que únicamente se encuentran los meses de mayo


87

Tabla 22. Concentraciones de Tetraciclinas y valores de UFC de los meses de mayo, junio y

agosto del 2018. Valores ordenados de mayor a menor en función de las tetraciclinas.

PUNTOS TIEMPO MESES UFC T

ADCP 9 junio 9,10x103 7,22x10-4

ARP(+100) 12 junio 1,45x109 3,09x10-4

ADCB(+100) 2 agosto 4,52x103 2,50x10-4

ARM(+100) 8 mayo 6,50x103 1,64x10-4

ARM(+100) 8 junio 1,18x109 1,07x10-4

ADCB 1 agosto 3,81x103 3,71x10-5

ADCB(+100) 2 junio 4,50 x103 3,00x10-5

ARB(-100) 3 mayo 1,55x104 1,29x10-5

ARB(+100) 4 agosto 3,05x108 6,81x10-6

ADCP(+100) 10 junio 4,50x103 5,51x10-6

ARP(-100) 11 junio 1,33x108 3,61x10-6

ADCM(+100) 6 agosto 2,19x104 2,36x10-6

ARB(-100) 3 agosto 4,40x103 1,91x10-6

ADCB(+100) 2 mayo 2,70x101 1,54x10-6

ADCM(+100) 6 mayo 6,00x101 1,54x10-6

ARB(+100) 4 junio 1,45x109 1,25x10-6

ARP(-100) 11 agosto 1,83E+07 1,01x10-6

ADCM 5 junio 8,80x103 8,18x10-7

ARM(-100) 7 junio 5,05x108 5,19x10-8

ADCB 1 mayo 1,18x102 1,18x10-8

ADCM 5 agosto 1,58x104 1,30x10-11

ARB(+100) 4 mayo 0,00 0,00

ADCM 5 mayo 4,90x101 0,00

ARM(-100) 7 mayo 0,00 0,00

ADCP 9 mayo 0,00 0,00

ADCP(+100) 10 mayo 7,80x101 0,00

ARP(-100) 11 mayo 0,00 0,00

ARP(+100) 12 mayo 0,00 0,00

ADCB 1 junio 9,10x103 0,00

ARB(-100) 3 junio 1,33x108 0,00

ADCM(+100) 6 junio 2,19x104 0,00

ARM(-100) 7 agosto 1,20x108 0,00

ARM(+100) 8 agosto 4,67x107 0,00

ADCP 9 agosto 9,07x102 0,00

ADCP(+100) 10 agosto 0,00 0,00

ARP(+100) 12 agosto 5,17x107 0,00




concentraciones de tetraciclinas son bajas y varían durante los meses de

88

estudio, independientemente del valor de UFC que se hayan presentado en cada

uno de los puntos del área de estudio. Las concentraciones más altas se dieron

en el mes de junio y agosto principalmente en los puntos ADCP, ARP(+100) y

ADCB(+100) con valores que van desde 3,28E-04 a 2,50 E-04, esto se observa

en la Figura 39.

Figura 39. Gráfico tridimensional de R Studio sobre la relación entre el tiempo (mayo, junio

y agosto), valores de UFC y la concentración de tetraciclinas de todos los puntos muestreados

en el área de estudio.


89

6. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

6.1 Conclusiones:

Mediante el uso del Kit AuroFlowTM se detectó la presencia de antibióticos en

los distintos puntos muestreados, tanto en el agua potable, como residual; además se

realizó la estimación de las concentraciones de betalactámicos, sulfamidas y

tetraciclinas, por medio de la elaboración de curvas de calibración para cada uno a

través de imágenes ráster en el programa R studio. Este método alternativo, además de

ser sencillo y rápido, hace que los costos disminuyan.

Los resultados de las muestras tomadas permitieron determinar las características

fisicoquímicas los siguientes valores: En la zona de captación; Balsas: pH 7,68; POR

-28,13[mV]; oxígeno disuelto 7,93[mg/l]; turbidez 1,06 [NTU]; temperatura 22,65 °C;

microbiología del agua: 3,68x103 [UFC]. Marcabelí: pH 7,56; POR -19,79[mV];

oxígeno disuelto 7,87 [mg/l]; turbidez 2,45 [NTU]; temperatura 25,48 °C;

microbiología del agua: 1,14x104 [UFC]. Piñas: pH 7,70; POR -28,54[mV]; oxígeno

disuelto 7,93 [mg/l]; turbidez 0,77 [NTU]; temperatura 20,86 °C; microbiología del

agua: 2,43x103 [UFC].

En la zona de descarga; Balsas: pH 7,55; POR -21,83 [mV]; oxígeno disuelto

6,53[mg/l]; turbidez 27,10 [NTU]; temperatura 24,76 °C; microbiología del agua:

3,14x108 [UFC]. Marcabelí: pH 7,37; POR -15,96 [mV]; oxígeno disuelto 6,95 [mg/l];

turbidez 6,04 [NTU]; temperatura 26,91 °C; microbiología del agua: 3,09 x108 [UFC].

Piñas: pH 7,76; POR -33,50 [mV]; oxígeno disuelto 7,03[mg/l]; turbidez 17,40 [NTU];

temperatura 22,51°C; microbiología del agua: 2,75x108 [UFC]. Estos valores se

obtuvieron del promedio de las muestras durante los meses de estudio.

90

La presencia de betalactámicos se encontró en todos los puntos muestreados,

seguido de las sulfamidas que únicamente no se presentaron en el punto ARP (-100) del

río Piñas en los meses de abril y junio; finalmente las tetraciclinas se determinaron con

menor presencia en el área de estudio.

Los resultados de las muestras tomadas nos permitieron cuantificar las siguientes

concentraciones de antibióticos: En la zona de captación; Balsas: betalactámicos

8,41x10-3[mg/l]; tetraciclinas 5,32 x10-5[mg/l]; sulfamidas 2.51 x10-3 [mg/l].

Marcabelí: betalactámicos 6,00x10-2[mg/l]; tetraciclinas 6,56x10-3[mg/l]; sulfamidas

7,39x10-2[mg/l]. Piñas: betalactámicos 9.68x10-2[mg/l]; tetraciclinas 1,83 x10-4;

sulfamidas 2,82x10-1[mg/l]. Mientras que en la zona de descarga; Balsas:

betalactámicos 2,51 x10-3[mg/l]; tetraciclinas 4,88 x10-5[mg/l]; sulfamidas 3.52 x10-4

[mg/l]. Marcabelí: betalactámicos 2,95x10-2[mg/l]; tetraciclinas 5,06 x10-4[mg/l];

sulfamidas 3.63x10-2[mg/l]. Piñas: betalactámicos 5,65x10-3[mg/l]; tetraciclinas 6,60

x10-5[mg/l]; sulfamidas 1.90x10-3 [mg/l].

Concluimos que durante los cuatros meses de recolección de muestras, una por

cada mes en los diferentes puntos en el agua para consumo humano y de las aguas

residuales de los tres cantones, la mayor presencia de concentración residual de los

tres antibióticos se dio en los meses de abril y junio.

91

6.2 Recomendaciones:

Es importante que se generen otros modelos alternativos en función de las imágenes

ráster, no solo para antibióticos sino para los diferentes tipos de contaminantes

emergentes que se encuentran presentes en el agua.

Es importante utilizar métodos altamente sensibles y selectivos que ayuden con la

determinación especifica de antibióticos y distintos tipos de contaminantes en niveles

de concentración bajos en aguas superficiales.

Realizar campañas ambiental, principalmente a las personas que desarrollan

actividades agrícolas, ganaderas y avícolas, cercanas a los principales cuerpos de agua,

ya que cada vez se reportan daños a la microbiota y al ambiente.

Generar investigaciones y estudios que ayuden a determinar qué actividad es la

que genera mayor contaminación dentro de los tres cantones, con el análisis de las

diferentes épocas del año, además de variables como el cloro y metales pesados que

pueden estar influenciando en la presencia de antibióticos en los diferentes cuerpos de

agua de los tres cantones.

Este estudio es una pauta para que se continúe con más análisis que ayude a crear

tratamientos sofisticados para el agua y minimizar el impacto a las que se ven

expuestos los recursos hídricos de estos cantones, salvaguardando el bienestar de la

población que utiliza estos recurso hídricos para la subsistencia diaria.

92

7. BIBLIOGRAFÍA

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102

8. ANEXOS

Anexo 1: Toma de muestras, medición y conservación

Imagen Descripción

Foto 1. Muestreo 1: Planta

Potabilización Santa Elena, aguas

provenientes de la zona de

Captación de la quebrada Santa

Elena, Cantón Balsas

Foto 2. Muestreo 1: 100 metros

después de la planta de

Potabilización Santa Elena, muestra

de Agua Potable, Cantón Balsas


antes del camal municipal, descarga

de Aguas Residual, quebrada Santa

Elena, Cantón Balsas


después del camal municipal,

descarga de Aguas Residual,

quebrada Santa Elena, Cantón

Balsas

103

Foto 5. Muestreo 2: zona de

Captación del Porvenir, quebrada

El Caucho, Cantón Marcabelí

Foto 6. Muestreo 1: Centro de la

ciudad, muestra de Agua Potable,

Cantón Marcabelí



de Aguas Residual, quebrada El

Caucho, Cantón Marcabelí



descarga de Aguas Residual, río

Marcabelí, Cantón Marcabelí

104

Foto 9. Muestreo 1: Planta de

Potabilización Piñas Grande,

tanque reservorio donde llegan las

aguas provenientes de las zonas de

captación 7 vertientes (quebradas

Honda 1, Honda 2, Honda 3 y

Honda, El Palmal, La Chiral y las

Chontas), cantón Piñas

Foto 10. Muestreo 1: Mercado

Municipal, muestra de Agua

Potable, Cantón Piñas



de Aguas Residual, río Piñas,

Cantón Piñas

105



descarga de Aguas Residual, río

Piñas, Cantón Piñas

106

Anexo 2: Equipos e instrumentos utilizados en campo.

Foto 1: Kit AuroFlowTM contiene

la micropipeta 2µm, tiras de análisis y

reactivos para detección betalactámicos,

sulfamidas y tetraciclinas.

Foto 2: Tira de Análisis del Kit AuroFlowTM.

Foto 3: pH- metro marca Mettler Toledo

SevenGo.

Foto 4: -oxidímetro marca Mettler Toledo

Seven2Go.

Foto 5: -Turbidímetro marca Orbeco

TB200

107

Anexo 3: Procedimiento de como ocupar el kit Auro Flow.

108

Anexo 4: Composición del Agar MacConkey y PCA utilizado para la siembra de los

microorganismos.

Agar MacConkey, composición:

Fórmula (por litro)

Composición (g/l):

Lactosa....................................... 10,0 g Peptona (carne y caseína) ................3,0 g

Sales Biliares............................... 1,5 g Peptona de Gelatina........................17,0 g

Rojo Neutro................................. 0,03 g Sodio Cloruro....................................5,0 g

Violeta Cristal.............................. 0,001 g Agar...............................................13,5 g

pH final: 7,1±0,2 (Chicaiza Ramírez & Ramos López, 2018).

Agar PCA, composición:

Fórmula (por litro)

Extracto de Levadura ......................2,5 g

D (+)-Glucosa ..................................1,0 g

Triptona…........................................5,0g

Agar..................................................15,0 g

pH final: 7,0±0,2 (Chicaiza Ramírez & Ramos López, 2018).

109

Anexo 5: Materiales y Procedimiento de Laboratorio

Foto 1: Agar MacConkey y

Agar PCA.

Foto 2: Cajas Petri y Vasos Orbeco

Foto 3: Balanza Electrónica.

Foto 4: Goteros para el método de la placa

pobre en la siembra de bacterias

Foto 5: Varillas y Pastillas de Agitación

Foto 6: Pesaje de cada uno de los Agares

110

Foto 7: Agar PCA en la plancha de

calentamiento

Foto 8: Agar MacConkey en la plancha de

calentamiento

Foto 9: Diluciones 10-1 ;10-210-310-410-

510-6 antes de ser vertida en las cajas

Petri con los diferentes Agar.

Foto 10: Prueba Blanco Tetraciclina.

111

Anexo 6: Imágenes de los resultados positivos de los cultivos y siembras de las

captaciones, ríos, quebradas (meses de mayo, junio y agosto).

Imagen Descripción

Imagen correspondiente a la fecha

20/05/2018

2do. Muestreo.

Punto ADCP(+100), sin dilución

Agua Potable

Aplicación MediXgraph conteo de UFC.


19/05/2018

2do. Muestreo.

Punto ADCB, sin dilución

Quebrada Santa Elena



19/05/2018

2do. Muestreo.

Punto ADCB(+100), sin dilución

Quebrada Santa Elena.


112

Imagen correspondientes a la fecha

19/05/2018

2do. Muestreo.

Punto ARB(+100), con dilución de 10-2




19/05/2018

2do. Muestreo.

Punto ADCM, sin dilución.

Quebrada El Caucho



19/05/2018

2do. Muestreo.

Punto ADCM(+100), sin dilución

Quebrada Caucho


113


19/05/2018

2do. Muestreo.

Punto ARM(+100), con dilución de 10-2

Río Marcabelí.


Cultivos y Siembras del mes de Junio:

Imagen Descripción


15/06/2018

3er. Muestreo.

Punto ADCP, con dilución 10-1

Zona de Captación 7 Vertientes.



15/06/2018

3er. Muestreo.

Punto ADCP(+100), con dilución 10-1

Agua Potable.


114

Imágenes correspondientes a la fecha

15/06/2018

3er. Muestreo.

Punto ARP(-100), con dilución 10-5 y 10-6

Río Piñas



15/06/2018

3er. Muestreo.

Punto ARP(+100), con dilución 10-5 y 10-6

Río Piñas



14/06/2018

3er. Muestreo.

Punto ADCB, con dilución 10-1

Captación Quebrada Santa Elena.



14/06/2018

3er. Muestreo.

Punto ADCB(+100), con dilución 10-1

Agua Potable, Quebrada Santa Elena


115


14/06/2018

3er. Muestreo.

Punto ARB(-100), con dilución 10-5




14/06/2018

3er. Muestreo.

Punto ARB(+100), con dilución 10-5 y 10-6




14/06/2018

3er. Muestreo.

Punto ADCM, con dilución 10-1

Zona de Captación, Quebrada Caucho.

Aplicación MediXgraph conteo de UFC


14/06/2018

3er. Muestreo.

Punto ADCM(+100), con dilución 10-1

Agua Potable, Quebrada Caucho.


116


14/06/2018

3er. Muestreo.

Punto ARM(-100), con dilución 10-5 y 10-6

Quebrada Caucho.



14/06/2018

3er. Muestreo.

Punto ARM(+100), con dilución 10-6

Río Marcabelí.


Cultivos y Siembras del mes de Agosto:

Imagen Descripción

Imágenes correspondiente a la fecha

03/08/2018

4to. Muestreo.

Punto ADCP, sin dilución 100 y con dilución

10-1

Zona de Captación 7 Vertientes.


117

Imagen correspondiente a la fecha 03/08/2018

4to. Muestreo.

Punto ARP(-100), con dilución 10-5

Río Piñas



03/08/2018

4to. Muestreo.

Punto ARP(+100), con dilución 10-5 y 10-6

Río Piñas



04/08/2018

4to. Muestreo.

Punto ADCB, sin dilución y con dilución 10-1

Zona Captación Quebrada Santa Elena



04/06/2018

4to. Muestreo.

Punto ADCB, sin dilución y con dilución 10-1

Agua potable, Quebrada Santa Elena


118


4to. Muestreo.

Punto ARB(-100), con dilución 10-1




4to. Muestreo.

Punto ARB(+100), con dilución 10-5




4to. Muestreo.

Punto ADCM, con dilución 10-1

Zona de Captación, Quebrada Caucho.

Aplicación MediXgraph conteo de UFC


4to. Muestreo.

Punto ADCM(+100), con dilución 10-1

Agua Potable, Quebrada Caucho.


119


4to. Muestreo.

Punto ARM(-100), con dilución 10-5

Quebrada Caucho



4to. Muestreo.

Punto ARM(+100), con dilución 10-5

Río Marcabelí.


120

Anexo 7: Imágenes de las tiras para el análisis con el Programa R studio para

determinar la muestra en blanco para la curva de calibración.

Imagen Descripción

Foto 1: Imagen correspondientes al blanco

de los betalactámicos

De derecha a izquierda: la diluciones 10-5 ,

10-4 , 10-3 , 10-2 , 10-1 y la muestra

directamente sin dilución.


de las sulfamidas


10-4 , 10-3 , 10-2 , 10-1 y la muestra



de las tetraciclinas


10-4 , 10-3 , 10-2 , 10-1 y la muestra


121

Anexo 8: Datos de la programación y análisis de la muestra “blanco” para

determinación de la curva de calibración y estimación de la concentración de

antibióticos.

Resultados de programación en R studio, presentando los datos estadísticos de los cuales solo se

toma el valor de la media.

Elaborado por: Silva A. (R studio 2019)

122

Anexo 9: Imágenes de las tiras para el análisis en el programa R studio para

determinar la cantidad de residuos en los puntos de muestreo de los 3 cantones.

Imagen Descripción

Foto 1. Imágenes correspondientes a la 30 de abril del 2018

1er. Muestreo.

De derecha a izquierda: muestras para los puntos: ADCB zona de

Captación quebrada Santa Elena; ADCB(+100) Agua Potable

quebrada Santa Elena; ARB(+100) Agua Residual 100 después del

camal quebrada Santa Elena;

ARB(-100) Agua Residual 100 antes del camal quebrada Santa Elena


1er. Muestreo.

De derecha a izquierda: muestras para los puntos: ADCM zona de

Captación quebrada El Caucho ; ADCM(+100) Agua Potable

quebrada El Caucho; ARM(-100) Agua Residual 100 antes del camal

quebrada El Caucho;

ARB(+100) Agua Residual 100 después del camal río Marcabelí.


1er. Muestreo.

De derecha a izquierda: muestras para los puntos: ADCP zonas de

Captación 7 Vertientes (Honda 1, Honda 2, Honda 3 y Honda,

además las quebradas El Palmal, La Chiral y Las Chontas) ;

ADCP(+100) Agua Potable 7 Vertientes; ARP(-100) Agua Residual

100 antes del camal río Piñas; ARP(+100) Agua Residual 100 después

del camal río Piñas

123

Foto 4. Imágenes correspondientes a la 19 de mayo del 2018

2do. Muestreo.



quebrada Santa Elena; ARB(-100) Agua Residual 100 antes del camal


camal quebrada Santa Elena


2do. Muestreo.


Captación quebrada El Caucho; ADCM(+100) Agua Potable


quebrada El Caucho; ARB(+100) Agua Residual 100 después del

camal río Marcabelí.


2do. Muestreo.







124

Foto 7. Imágenes correspondientes a la 14 de junio del 2018

3er. Muestreo.







3er. Muestreo.







3er. Muestreo.



además las quebradas El Palmal, La Chiral y Las Chontas);




125

Foto 10. Imágenes correspondientes a la 4 de agosto del 2018

4to. Muestreo.







4to. Muestreo.







4to. Muestreo.







126

Mapas Ilustrativos con el comportamiento de los antibióticos en los distintos puntos

determinados en el área de estudio Balsas Marcabelí y Piñas.

Anexo 10 :Condición de la determinación de los betalactámicos en los distintos puntos

muestreados en el área de estudio del cantón Balsas.

Elaborado por: Silva A. (ArcGIS 2018, 10.4.1)


puntos de muestreados en el área de estudio del cantón Balsas.


127


muestreados en el área de estudio del cantón Marcabelí.



puntos de muestreados en el área de estudio del cantón Marcabelí.


128


muestreados en el área de estudio del cantón Piñas.



puntos de muestreados en el área de estudio del cantón Piñas.


129





de muestreados en el área de estudio del cantón Balsas.


130

Anexo 18:Condición de la determinación de las sulfamidas en los distintos puntos




de muestreados en el área de estudio del cantón Marcabelí.


131





de muestreados en el área de estudio del cantón Piñas.


132





puntos de muestreados en el área de estudio del cantón Balsas.


133




Anexo 25:Esparcimiento de la concentración de las tetraciclinas a lo largo de los

puntos de muestreados en el área de estudio del cantón Marcabelí.


134





puntos de muestreados en el área de estudio del cantón Piñas.


135

Anexo 28: Pruebas de Normalidad realizada con el Programa R Studio.

Programación en R studio, estableciendo etiquetas y las primeras pruebas de normalidad “x, y, z, a y

b”.

Elaborado por: Silva A. (R studio 2019)

UNIVERSIDAD POLITÉCNICA SALESIANA SEDE QUITO - ST00… · Pablito, Valeria y todo el equipo humano...

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